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（本小题满分12分）已知等比数列{a_n}中， 

   （Ⅰ）求数列{a_n}的通项公式a_n；

   （Ⅱ）设数列{a_n}的前n项和为S_n，证明:；

   （Ⅲ）设，证明：对任意的正整数n、m，均有

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（本小题满分12分）已知函数，其中a为常数.

   （Ⅰ）若当恒成立，求a的取值范围；

   （Ⅱ）求的单调区间.

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一、              选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个备选项中，有且只有一项是符合要求的．

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

答案

D

A

A

C

B

B

C

A

二、              填空题：本大题共7小题，每小题5分，共30分．其中13～15小题是选做题，考生只能选做两题，若三题全答，则只计算前两题得分．

9．             10．             11．

12．②③                                13．，

14．，                     15．，

三、解答题：本大题共6小题，共80分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．

16.    解：（Ⅰ）因为，，所以

    ．

因此，当，即（）时，取得最大值；

（Ⅱ）由及得，两边平方得

，即．

因此，．

17.    解：（Ⅰ）记“小球落入袋中”为事件，“小球落入袋中”为事件，则事件的对立事件为，而小球落入袋中当且仅当小球一直向左落下或一直向右落下，故

，

从而；

（Ⅱ）显然，随机变量，故

，

．

18.    解： 建立如图所示的空间直角坐标系，

并设，则

    （Ⅰ），，

所以，从而得

；

（Ⅱ）设是平面的

法向量，则由，及

，

得

可以取．

    显然，为平面的法向量．

    设二面角的平面角为，则此二面角的余弦值

．

19.    解：（Ⅰ）依题意，有（），化简得

（），

这就是动点的轨迹的方程；

    （Ⅱ）依题意，可设、、，则有

，

两式相减，得，由此得点的轨迹方程为

（）．

    设直线：（其中），则

，

故由，即，解之得的取值范围是．

20.    解：（Ⅰ）依题意知：直线是函数在点处的切线，故其斜率

，

所以直线的方程为．

    又因为直线与的图像相切，所以由

，

得（不合题意，舍去）；

    （Ⅱ）因为（），所以

．

当时，；当时，．

因此，在上单调递增，在上单调递减．

因此，当时，取得最大值；

（Ⅲ）当时，．由（Ⅱ）知：当时，，即．因此，有

．

21.    解：（Ⅰ），，；

（Ⅱ）依题意，得，，由此及得

，

即．

    由（Ⅰ）可猜想：（）．

    下面用数学归纳法予以证明：

    （1）当时，命题显然成立；

    （2）假定当时命题成立，即有，则当时，由归纳假设及

得，即

，

解之得

（不合题意，舍去），

即当时，命题成立．

    由（1）、（2）知：命题成立．

（Ⅲ）

        ．

令（），则，所以在上是增函数，故当时，取得最小值，即当时，．

（，）

    ，即（）

    ．

解之得，实数的取值范围为．