【原创】选修4-2：矩阵与变换（本小题满分10分）
设二阶矩阵
，
满足
，
，求
．．
一个袋子装有大小形状完全相同的9个球，其中5个红球编号分别为1,2,3,4,5,4个白球编号分别为1,2,3,4，从袋中任意取出3个球．
（Ⅰ）求取出的3个球编号都不相同的概率；
（Ⅱ）记
为取出的3个球中编号的最小值，求的分布列与数学期望．
设函数
的最小值为a．
（Ⅰ）求a；
（Ⅱ）已知两个正数m，n满足
，求
的最小值．
以直角坐标系的原点
为极点，
轴的正半轴为极轴，且两个坐标系取相等的长度单位．已知直线
的参数方程为
(
为参数，
)，曲线
的极坐标方程为
．
（Ⅰ）求曲线的直角坐标方程；
（Ⅱ）设直线与曲线相交于
、
两点，当
变化时，求
的最小值．
如图，已知直线PA与圆O相切于点A，经过点O的割线PBC交圆O于点B和点C，
的平分线分别交AB，AC于点D和E．
（Ⅰ）证明：
；
（Ⅱ）若
，求
的值．
【改编】（本小题满分12分）已知函数
．
（Ⅰ）设
，若函数
在区间
上存在极值，求实数a的取值范围；
（Ⅱ）如果当
时，不等式
恒成立，求实数k的取值范围．