20.(本小题13分)
解法一:
(Ⅰ)因AB⊥面BB1C1C,故AB⊥BE.
又EB1⊥EA,且EA在面BCC1B1内的射影为EB.
由三垂线定理的逆定理知EB1⊥BE,因此BE是异面直线
AB与EB1的公垂线,
在平行四边形BCC1B1中,设EB=x,则EB1=
,
作BD⊥CC1,交CC1于D,则BD=BC·
在△BEB1中,由面积关系得
.
(负根舍去)

解之得CE=2,故此时E与C1重合,由题意舍去
.
因此x=1,即异面直线AB与EB1的距离为1.
(Ⅱ)过E作EG//B1A1,则GE⊥面BCC1B,故GE⊥EB1且GE在圆A1B1E内,
又已知AE⊥EB1
故∠AEG是二面角A-EB1-A1的平面角.
因EG//B1A1//BA,∠AEG=∠BAE,故
解法二:
(Ⅰ)
而BB1C1C得AB⊥EB1从而
=0.

设O是BB1的中点,连接EO及OC1,则在Rt△BEB1中,EO=
BB1=OB1=1,
因为在△OB1C1中,B1C1=1,∠OB1C1=
,故△OB1C1是正三角形,
所以OC1=OB1=1,
又因∠OC1E=∠B1C1C-∠B1C1O=
故△OC1E是正三角形,
所以C1E=1,故CE=1,易见△BCE是正三角形,从面BE=1,
即异面直线AB与EB1的距离是1.
(Ⅱ)由(I)可得∠AEB是二面角A-EB1-B的平面角,在Rt△ABE中,由AB=
,
BE=1,得tanAEB=
.
又由已知得平面A1B1E⊥平面BB1C1C,
故二面角A-EB1-A1的平面角
,故

解法三:
(I)以B为原点,
、
分别为y、z轴建立空间直角坐标系.
由于BC=1,BB1=2,AB=
,∠BCC1=
,
在三棱柱ABC-A1B1C1中有
B(0,0,0),A(0,0,
),B1(0,2,0),

设



又AB⊥面BCC1B1,故AB⊥BE. 因此BE是异面直线AB、EB1的公垂线,
则
,故异面直线AB、EB1的距离为1.
(II)由已知有
故二面角A-EB1-A1的平面角
的大小为向量
的夹角.
