(1)可利用三垂线定理证明:即证明MN与AB1的射影垂直.故可连接MA、B1M则根据正三棱柱ABC-A1B1C1中的性质可得平面ABC⊥平面BB1C1C再利用面面垂直的性质定理可得
AM⊥平面BB1C1C从而可得B1M是AB1在平面BB1C1C上的射影然后再利用三角形的有关知识证明出B1M⊥MN即可.
(2)利用二面角的定义先将二面角M-AB1-N的平面角作出来然后在解三角形即可:由(1)知可过点M作ME⊥AB1,垂足为E,连接EN则根据三垂线定理可得EN⊥AB1则根据二面角的定义∠MEN即为二面角M-AB1-N的平面角然后在解三角形MEN求出∠MEN即可.
【解析】
(1)连接MA、B1M,
在正△ABC中AM⊥BC,
又∵平面ABC⊥平面BB1C1C,
∴AM⊥平面BB1C1C,B1M是AB1在平面BB1C1C上的射影,M是BC的中点,N在CC1上,NC=
∴在Rt△B1BM与Rt△MCN中,,
∴∠BB1M=∠NMC,∠BMB1=∠MNC,∴∠B1MN=90°.
∴B1M⊥MN,由三垂线定理知AB1⊥MN.(6分)
(2)过点M作ME⊥AB1,垂足为E,连接EN,由(1)知MN⊥平面AMB1,
∴EN⊥AB1(三垂线定理),∴∠MEN即为二面角M-AB1-N的平面角,由AM⊥平面BC1,知AM⊥B1M.
在Rt△AMB1中,,又,
故在Rt△EMN中,,
∴二面角M-AB1-N的正切值为