如图所示,正方形AA1D1D与矩形ABCD所在平面互相垂直,AB=2AD=2,点E为AB的中点

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  • 证明:(1)四边形ADD1A1为正方形,O是AD1的中点,点E为AB的中点,连接OE.

    ∴EO为△ABD1的中位线∴EO∥BD1

    又∵BD1⊂平面A1DE,OB⊂平面A1DE∴BD1∥平面A1DE

    (2)由已知可得:AE⊥平面ADD1A1,A1D⊂平面ADD1A1

    ∴AE⊥A1D,

    又∵A1D⊥AD1,AE∩AD1=A

    ∴A1D⊥平面AD1E,D1E⊂平面AD1E

    ∴A1D⊥D1E

    (3)由题意可得:D1D⊥平面ABCD,以点D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则D(0,0,0),C(0,2,0),A1(1,0,1),D1(0,0,1),

    设M(1,y0,0)(0≤y0≤2),∵MC =(−1,2−y0,0),D1C=(0,2,−1) (向量符号打不出自己添加,下面同理)

    设平面D1MC的法向量为n1=(x,y,z)

    则 n1•MC=0

    n1•D1C=0

    得 −x+y(2−y0)=0

    2y−z=0

    取D1MC是平面D1MC的一个法向量,而平面MCD的一个法向量为n2=(0,0,1)要使二面角D1-MC-D的大小为π/6 而cos(π/6) =|cos<n1,n2>|=|n1•n2|/|n1|•|n2| =2/√[(2−y0)2+1²+2²

    =√3/2

    解得:y0=2−√3/3(0≤y0≤2),

    当AM=2−√3/3时,二面角D1-MC-D的大小为π/6