Question

在正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，P、M、N分別為棱DD₁、AB、BC的中點(diǎn)．
（1）求二面角B₁-MN-B的正切值；
（2）畫(huà)出一個(gè)正方體的表面展開(kāi)圖，使其滿(mǎn)足“有4個(gè)正方形相連成一個(gè)長(zhǎng)方形”這一條件，并求展開(kāi)圖中P、B兩點(diǎn)間的距離（設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為1）．

Answer 1

分析：（1）要求二面角B₁-MN-B的正切值，我們要先找出二面角的平面角，再構(gòu)造三角形，解三角形求出其正切值．
（2）由正方體12種展開(kāi)圖，選其中“1-4-1”的情況，再標(biāo)識(shí)出P點(diǎn)即可，從而可求PB．

解答：解：（1）連接BD交MN于F，則BF⊥MN，連接B₁F．
∵B₁B⊥平面ABCD，∴B₁B⊥MN．
又∵BD⊥MN，B₁B∩BD=B，∴MN⊥平面B₁BF
∴MN⊥B₁F，∴∠B₁FB為二面角B₁-MN-B的平面角．
在Rt△B₁BF中，B₁B=1，BF=

2

4

，∴tan∠B₁FB=2

2

；
（2）符合條件的正方體表面展開(kāi)圖可以是以下6種情況之一．

由圖可知PB=

1+( 3 2 )2

=

13

2

點(diǎn)評(píng)：本題考查線面角，考查展開(kāi)圖，考查學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力，屬于中檔題．