已知
是公差不为零的等差数列，
，且
，
，
成等比数列.
(I)求数列的通项；
(II)记
，数列
的前
项和为
.求证
（本小题满分12分）广东某高中进行高中生歌唱比赛，在所有参赛成绩中随机抽取
名学生的成绩，按成绩分组:第
组
，第
组
，第
组
，第
组
，第
组
得到的频率分布直方图如图所示.现在组委会决定在笔试成绩高的第
组中用分层抽样抽取
名学生进入第二轮面试.
（1）求组各应该抽取多少人进入第二轮面试;
（2）学校决定在（1）中抽取的这6名学生中随机抽取2名学生接受考官D的面试，设第4组中有
名学生被考官D面试，求的分布列和数学期望.
（本小题满分12分）已知函数
，当
时，函数
的最大值为
.
（1）求函数
的值;
（2）若
，求
的值．
（本小题满分14分）已知函数
（
为常数且
）.
（1）求函数
的单调区间.
（2）若函数在点
处的切线与直线
相互垂直.
①求的值;
②在①的条件下，证明:对于任意的
，都有
成立.
（本小题满分14分）已知函数
（Ⅰ）若函数
在
上是增函数，求
的取值范围；
（Ⅱ）当
时，求函数在[1，e]上的最小值及相应的x值；
（Ⅲ）若存在
[1，e]，使得
成立，求实数
的取值范围．
（本小题满分12分）如图，圆
的方程为
，
是圆外一个定点，
是线段
的中点，
是圆上任意一点，线段
的垂直平分线
和半径
所在直线相交于点
．
（Ⅰ）当点在圆上运动时，求证：点的轨迹
为双曲线，并求轨迹的方程；
（Ⅱ）若
是双曲线的左顶点，设过双曲线右焦点
的直线与双曲线的右支交于
两点，其中点位于第一象限内．若直线
分别与直线
交于
两点，求证：
为定值；