(1)连结A 1B,则A 1B是D 1E在面ABB 1A内的射影
∵AB 1⊥A 1B,
∴D 1E⊥AB 1,
于是D 1E⊥平面AB 1F
D 1E⊥AF
连结DE,则DE是D 1E在底面ABCD内的射影
∴D 1E⊥AF
DE⊥AF
∵ABCD是正方形,E是BC的中点
∴当且仅当F是CD的中点时,DE⊥AF,
即当点F是CD的中点时,D 1E⊥平面AB 1F。
(2)当D 1E⊥平面AB 1F时,由(1)知点F是CD的中点
又已知点E是BC的中点,连结EF,则EF∥BD
连结AC,设AC与EF交于点H,则CH⊥EF,连结C 1H,
则CH是C 1H在底面ABCD内的射影
C 1H⊥EF,即∠C 1HC是二面角C 1-EF-C的平面角
在Rt△C 1CH中,∵C 1C=1,CH=
AC=
,
∴tan∠C 1HC=
∴∠C 1HC=arctan
,从而∠AHC 1=
故二面角C 1-EF-A的大小为
。