【点评】本题考查抛物线和椭圆的定义、方程和性质,考查直线和椭圆的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
20.(12分)如图,已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的底面是正三角形,侧面BB1C1C是矩形,M,N分别为BC,B1C1的中点,P为AM上一点.过B1C1和P的平面交AB于E,交AC于F.
(1)证明:AA1∥MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F;
(2)设O为△A1B1C1的中心.若AO∥平面EB1C1F,且AO=AB,求直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值.
【分析】(1)推导出B1N=BM,四边形BB1NM为矩形,A1N⊥B1C1,从而BB1∥MN,由此能证明AA1∥MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F.
(2)推导出EF∥B1C1∥BC,从而AO∥PN,四边形APNO为平行四边形,A1N=3ON,AM=3AP,PN=BC=B1C1=3EF,直线B1E在平面A1AMN内的投影为PN,从而直线B1E与平面A1AMN所成角即为等腰梯形EFC1B1中B1E与PN所成角,由此能求出直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值.
【解答】解:(1)证明:∵M,N分别为BC,B1C1的中点,底面为正三角形,
∴B1N=BM,四边形BB1NM为矩形,A1N⊥B1C1,
∴BB1∥MN,∵AA1∥BB1,∴AA1∥MN,
∵MN⊥B1C1,A1N⊥B1C1,MN∩A1N=N,
∴B1C1⊥平面A1AMN,
∵B1C1⊂平面EB1C1F,
∴平面A1AMN⊥平面EB1C1F,
综上,AA1∥MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F.
(2)解:∵三棱柱上下底面平行,平面EB1C1F与上下底面分别交于B1C1,EF,
∴EF∥B1C1∥BC,
∵AO∥面EB1C1F,AO⊂面AMNA1,面AMNA1∩面EB1C1F=PN,
∴AO∥PN,四边形APNO为平行四边形,
∵O是正三角形的中心,AO=AB,
∴A1N=3ON,AM=3AP,PN=BC=B1C1=3AP=3EF,
由(1)知直线B1E在平面A1AMN内的投影为PN,
直线B1E与平面A1AMN所成角即为等腰梯形EFC1B1中B1E与PN所成角,
在等腰梯形EFC1B1中,令EF=1,过E作EH⊥B1C1于H,
则PN=B1C1=EH=3,B1H=1,,
sin∠B1EH==,
∴直线B1E与平面A1AMN所成角的正弦值为.
【点评】本题考查线线平行、面面垂直的证明,考查线面角的正弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=sin2xsin2x.
(1)讨论f(x)在区间(0,π)的单调性;
(2)证明:|f(x)|≤;
(3)设n∈N*,证明:sin2xsin22xsin24x…sin22nx≤.
【分析】(1)先求导,根据导数和函数单调性的关系即可求出,
(2)根据导数和函数最值的关系即可证明,
(3)利用(2)的结论,根据指数函数的性质即可证明.
【解答】解:(1)f(x)=sin2xsin2x=2sin3xcosx,
∴f′(x)=2sin2x(3cos2x﹣sin2x)=2sin2x(3﹣4sin2x)=2sin2x[3﹣2(1﹣cos2x)]=2sin2x(1+2cos2x),
令f′(x)=0,解得,x=,或x=,