解题思路:(1)先连接EM、MF,根据中位线定理得到BB1∥ME,再由 线面平行的判定定理得到BB1∥平面EFM,即可.
(2)取BC的中点N,连接AN,再由正三棱柱的性质得到AN⊥BC,再由F是BN的中点可得到MF∥AN,从而得到MF⊥BC、ME⊥BC,再根据线面垂直的判定定理得到BC⊥平面EFM,进而可证明BC⊥EF.
(1)证明:连接EM、MF,∵M、E分别是正三棱柱的棱AB和AB1的中点,
∴BB1∥ME,又BB1⊄平面EFM,∴BB1∥平面EFM.
(2)证明:取BC的中点N,连接AN由正三棱柱得:AN⊥BC,
又BF:FC=1:3,∴F是BN的中点,故MF∥AN,
∴MF⊥BC,而BC⊥BB1,BB1∥ME.
∴ME⊥BC,由于MF∩ME=M,∴BC⊥平面EFM,
又EF⊂平面EFM,∴BC⊥EF.
(3)解取B1C1的中点O,连结A1O知,A1O⊥面BCC1B1,由点O作B1D的垂线OQ,垂足为Q,连结A1Q,由三垂线定理,A1Q⊥B1D,故∠A1QD为二面角A1-B1D-C的平面角,易得∠A1QO=arctan
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点评:
本题考点: 直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.
考点点评: 本题主要考查线面平行的判定定理和线面垂直的判定定理.考查立体几何中的基本定理的应用.