(13分)在中学阶段,对许多特定集合(如实数集、复数集以及平面向量集等)的学习常常是以定义运算(如四则运算)和研究运算律为主要内容.现设集合
由全体二元有序实数组组成,在上定义一个运算,记为
,对于中的任意两个元素
,
,规定:
.
(1)计算:
;
(2)请用数学符号语言表述运算满足交换律,并给出证明;
(3)若“中的元素
”是“对
,都有
成立”的充要条件,试求出元素
.
（本小题10分）已知函数
当
时，求不等式
的解集；若
的解集包含
，求a的取值范围。
（本小题满分14分）
已知点（1，
）是函数
且
）的图象上一点，等比数列
的前
项和为
,数列
的首项为
，且前项和
满足
（
）.
（1）求数列和的通项公式；
（2）若数列{
前项和为
，问>
的最小正整数是多少?
(本题满分12分)
已知函数
；
（1）当
时，判断
在定义域上的单调性；
（2）求在
上的最小值．
(本题满分12分)
如图，甲船以每小时30
海里的速度向正北方向航行，乙船按固定方向匀速直线航行.当甲船位于A1处时，乙船位于甲船的北偏西105°方向的B1处，此时两船相距20海里.当甲船航行20分钟到达A2处时，乙船航行到甲船的北偏西120°方向的B2处，此时两船相距10海里，问乙船每小时航行多少海里？
已知数列
的通项公式为
，数列
的前n项和为
，且满足
（1）求的通项公式；
（2）在
中是否存在使得
是中的项，若存在，请写出满足题意的一项（不要求写出所有的项）；若不存在，请说明理由．