如图所示,正方形AA1D1D与矩形ABCD所在平面互相垂直,-优题课

用数学归纳法证明：

当实数取何值时，复数（其中是虚数单位）．
（1）是实数；（2）是纯虚数；（3）等于零.

（1）求复数；（2）求的模．

（1）已知函数 $f (x) = r x - x^{`} + (1 - r) (x > 0)$ ，其中 $r$ 为有理数，且 $0 < r < 1$ . 求 $f (x)$ 的最小值；
（2）试用（1）的结果证明如下命题：设 $a_{1} \geq 0, a_{2} \geq 0$ ， $b_{1}, b_{2}$ 为正有理数. 若 $b_{1} + b_{2} = 1$ ，则 $a_{1}^{k_{1}} a_{2}^{k_{2}} \leq a_{1} b_{1} + a_{2} b_{2}$ ；
（3）请将（2）中的命题推广到一般形式，并用数学归纳法证明你所推广的命题.
注：当 $α$ 为正有理数时，有求导公式 ${(x^{α})}^{`} = α x^{α - 1}$ .

设 $A$ 是单位圆 $x^{2} + y^{2} = 1$ 上的任意一点， $l$ 是过点 $A$ 与 $x$ 轴垂直的直线， $D$ 是直线 $l$ 与 $x$  轴的交点，点 $M$ 在直线 $l$ 上，且满足 $|D M| = m |D A| (m > 0, 且 m \neq 1)$ . 当点 $A$ 在圆上运动时，记点 $M$ 的轨迹为曲线 $C$ ．
（Ⅰ）求曲线 $C$ 的方程，判断曲线 $C$ 为何种圆锥曲线，并求其焦点坐标；
（Ⅱ）过原点且斜率为 $k$ 的直线交曲线 $C$ 于 $P$ ， $Q$ 两点，其中 $P$ 在第一象限，它在 $y$ 轴上的射影为点 $N$ ，直线 $Q N$ 交曲线 $C$ 于另一点 $H$ . 是否存在 $m$ ，使得对任意的 $k > 0$ ，都有 $P Q ⊥ P H$ ？若存在，求 $m$ 的值；若不存在，请说明理由.