数列
的前
项和为
，数列
的前项的和为
，为等差数列且各项均为正数，
，
，
（Ⅰ）求证：数列是等比数列；
（Ⅱ）若
，
，
成等比数列，求．
（本小题满分14分）已知数列
的前
项和
，
．
（1）求的通项公式；（2）设
N+，集合
，
．现在集合
中随机取一个元素
，记
的概率为
，求的表达式．
（本小题满分14分）
如图5，
是△
的重心，
、
分别是边
、
上的动点，且、、三点共线．（1）设
，将
用
、
、
表示；
（2）设
，
，证明：
是定值；
（3）记△与△
的面积分别为
、
．求
的取值范围．
（本小题满分14分）已知函数
满足
（其中
为在点
处的导数，
为常数）．（1）求函数的单调区间；（2）若方程
有且只有两个不等的实数根，求常数；（3）在（2）的条件下，若
，求函数的图象与
轴围成的封闭图形的面积．
（本小题满分12分）
如图4，正三棱柱
中，
，
、
分别是侧棱
、
上的点，且使得折线
的长
最短．
（1）证明：平面
平面
；（2）求直线
与平面
所成角的余弦值．
（本小题满分12分）设有同频率的两个正弦电流
，
，把它们合成后，得到电流
．（1）求电流
的最小正周期
和频率
；（2）设
，求电流的最大值和最小值，并指出第一次达到最大值和最小值时的
值．