В правильной треугольной призме \[ABC{A_1}{B_1}{C_1}\] сторона AB основания равна 6, а боковое ребро \[A{A_1}\] равно 3. На ребре AB отмечена точка K так, что AK = 1. Точки M и L - середины рёбер \[{A_1}{C_1}\] и \[{B_1}{C_1}\] соответственно. Плоскость \[\gamma \] параллельна прямой AC и содержит точки K и L.
а) Докажите, что прямая BM перпендикулярна плоскости \[\gamma \].
б) Найдите расстояние от точки C до плоскости \[\gamma \].
\[\begin{array}{l}
{\text{а)}} \hfill \\
{\text{Введём систему координат}}{\text{.}} \hfill \\
A\left( {0;0;0} \right),{\text{ }}B\left( {6;0;0} \right),{\text{ }}C\left( {3;3\sqrt 3 ;0} \right) \hfill \\
\frac{{BE}}{{BD}} = \frac{1}{2} \Leftrightarrow BE = \frac{5}{2} \hfill \\
\frac{{DE}}{{BD}} = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow DE = \frac{{5\sqrt 3 }}{2} \hfill \\
AE = 6 - \frac{5}{2} = \frac{7}{2} \hfill \\
\gamma \parallel AC \Rightarrow {\text{плоскость }}\gamma {\text{ пересекает ребро }}BC{\text{ в точки }}D \hfill \\
{\text{так}}{\text{, что }}KD\parallel AC \Rightarrow CD = 1. \hfill \\
K\left( {1;0;0} \right);{\text{ }}D\left( {\frac{7}{2};\frac{{5\sqrt 3 }}{2};0} \right);{\text{ }}G\left( {\frac{9}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};0} \right){\text{; }}L\left( {\frac{9}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};3} \right) \hfill \\
\overrightarrow {DK} = \left\{ {\frac{5}{2};\frac{{5\sqrt 3 }}{2};0} \right\};{\text{ }}\overrightarrow {KL} = \left\{ {\frac{7}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};3} \right\} \hfill \\
{\text{Пусть }}\overrightarrow n = \left\{ {a;b;1} \right\}{\text{ - нормаль плоскости }}\gamma . \hfill \\
\left\{ \begin{array}{l}
n \cdot \overrightarrow {DK} = 0 \hfill \\
n \cdot \overrightarrow {KL} = 0 \hfill \\
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\frac{5}{2}a + \frac{{5\sqrt 3 }}{2}b + 0 \cdot 1 = 0 \hfill \\
\frac{7}{2}a + \frac{{3\sqrt 3 }}{2}b + 3 = 0 \hfill \\
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a = - \frac{3}{2} \hfill \\
b = \frac{{\sqrt 3 }}{2} \hfill \\
\end{array} \right. \hfill \\
\overrightarrow n = \left\{ { - \frac{3}{2};\frac{{\sqrt 3 }}{2};1} \right\} \hfill \\
{\text{Умножим координаты вектора }}\overrightarrow n {\text{ на 2}}{\text{.}} \hfill \\
\overrightarrow n = \left\{ { - 3;\sqrt 3 ;2} \right\} \hfill \\
H\left( {\frac{3}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};0} \right);M\left( {\frac{3}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};3} \right);B\left( {6;0;0} \right) \hfill \\
\overrightarrow {BM} = \left\{ { - \frac{9}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};3} \right\} = \frac{3}{2}\left\{ { - 3;\sqrt 3 ;2} \right\} = \frac{3}{2}\overrightarrow n \Rightarrow \overrightarrow {BM} \parallel \overrightarrow n \Rightarrow BM \bot \gamma . \hfill \\
{\text{б)}} \hfill \\
{\text{Плоскость }}\gamma {\text{ имеет нормаль }}\overrightarrow n = \left\{ { - 3;\sqrt 3 ;2} \right\}{\text{ и проходит}} \hfill \\
{\text{через точку }}K\left( {1;0;0} \right) \Rightarrow {\text{уравнение плоскости}} \hfill \\
\gamma : - 3\left( {x - 1} \right) + \sqrt 3 y + 2z = 0 \hfill \\
\gamma : - 3x + \sqrt 3 y + 2z + 3 = 0 \hfill \\
{\text{Расстояние от точки }}C{\text{ до плоскости }}\gamma : \hfill \\
\rho \left( {C,\gamma } \right) = \frac{{\left| {a{x_0} + b{y_0} + c{z_0} + d} \right|}}{{\sqrt {{a^2} + {b^2} + {c^2}} }} = \frac{{\left| { - 3 \cdot 3 + \sqrt 3 \cdot 3\sqrt 3 + 2 \cdot 0 + 3} \right|}}{{\sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {{\sqrt 3 }^2} + {2^2}} }} = \frac{3}{4}. \hfill \\
\end{array}\]
б) \[\frac{3}{4}\]