【分析】法一:
(1)连结B1C,ME,推导出四边形MNDE是平行四边形,从而MN∥ED,由此能证明MN∥平面C1DE.
(2)过C作C1E的垂线,垂足为H,推导出DE⊥BC,DE⊥C1C,从而DE⊥平面C1CE,DE⊥CH,进而CH⊥平面C1DE,故CH的长即为C到时平面C1DE的距离,由此能求出点C到平面C1DE的距离.
法二:(1)以D为原点,DA为x轴,DE为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能证明MN∥平面C1DE.
(2)求出=(﹣1,,0),平面C1DE的法向量=(4,0,1),利用向量法能求出点C到平面C1DE的距离.
【解答】解法一:
证明:(1)连结B1C,ME,∵M,E分别是BB1,BC的中点,
∴ME∥B1C,又N为A1D的中点,∴ND=A1D,
由题设知A1B1DC,∴B1CA1D,∴MEND,
∴四边形MNDE是平行四边形,
MN∥ED,
又MN⊄平面C1DE,∴MN∥平面C1DE.
解:(2)过C作C1E的垂线,垂足为H,
由已知可得DE⊥BC,DE⊥C1C,
∴DE⊥平面C1CE,故DE⊥CH,
∴CH⊥平面C1DE,故CH的长即为C到时平面C1DE的距离,
由已知可得CE=1,CC1=4,
∴C1E=,故CH=,
∴点C到平面C1DE的距离为.
解法二:
证明:(1)∵直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面是菱形,
AA1=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.
∴DD1⊥平面ABCD,DE⊥AD,
以D为原点,DA为x轴,DE为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,
M(1,,2),N(1,0,2),D(0,0,0),E(0,,0),C1(﹣1,,4),
=(0,﹣,0),=(﹣1,),=(0,),
设平面C1DE的法向量=(x,y,z),
则,
取z=1,得=(4,0,1),
∵•=0,MN⊄平面C1DE,
∴MN∥平面C1DE.
解:(2)C(﹣1,,0),=(﹣1,,0),
平面C1DE的法向量=(4,0,1),
∴点C到平面C1DE的距离:
d===.
【点评】本题考查线面平行的证明,考查点到平面的距离的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查推理能力与计算能力,属于中档题.
20.(12分)已知函数f(x)=2sinx﹣xcosx﹣x,f′(x)为f(x)的导数.
(1)证明:f′(x)在区间(0,π)存在唯一零点;