1)证明:以点A为原点建立空间直角坐标系,依题意得A(0,0,0),B(0,0,2),C(1,0,1),B1(0,2,2),C1(1,2,1),E(0,1,0).
易得=(1,0,-1),=(-1,1,-1),于是·=0,
所以B1C1⊥CE.
(2)=(1,-2,-1).
设平面B1CE的法向量m=(x,y,z),
则即
消去x,得y+2z=0,不妨令z=1,可得一个法向量为m=(-3,-2,1).
由(1),B1C1⊥CE,又CC1⊥B1C1,可得B1C1⊥平面CEC1,
故=(1,0,-1)为平面CEC1的一个法向量.
于是cos〈m,〉=,
从而sin〈m,〉=.
所以二面角B1-CE-C1的正弦值为.
(3)=(0,1,0),=(1,1,1).
设=λ=(λ,λ,λ),0≤λ≤1,有=+=(λ,λ+1,λ).
可取=(0,0,2)为平面ADD1A1的一个法向量.
设θ为直线AM与平面ADD1A1所成的角,则
sin θ=|cos〈,〉|=
=.
于是,解得,
所以AM=.