18.本小题主要考查线面关系、二面角和函数极值等基础
知识,考查空间想象能力和推理论证能力.满分12分.
解:(Ⅰ)作mp∥ab交bc于点p,nq∥ab交be于点q,
连结pq,依题意可得
mp∥nq,且mp=nq,
即mnqp是平行四边形,∴ mn=pq.
由已知,cm=bn=a,cb=ab=be=1,
∴ ac=bf=,
即
.
(Ⅱ)由(Ⅰ),所以,当
即m、n分别移动到ac、bf的中点时,mn的长最小,最小值为
(Ⅲ)取mn的中点g,连结ag、bg,
∵ am=an,bm=bn,g为mn的中点
∴ ag⊥mn,bg⊥mn,
∠agb即为二面角α的平面角,
又ag=bg=,所以,由余弦定理有
故所求二面角.