1 . 已知集合为非空数集，定义.
(1)若集合，请证明，并直接写出集合；
(2)若且，集合，求的最小值；
(3)若集合，且，求证：.

2 . 已知实数，，．
(1)若，求的值；
(2)求证：；
(3)用反证法证明：．

3 . 设是定义在上且满足下列条件的函数构成的集合：
①方程有实数解；
②函数的导数满足．
（1）试判断函数是否集合的元素，并说明理由；
（2）若集合中的元素具有下面的性质：对于任意的区间，都存在，使得等式成立，证明：方程有唯一实数解．
（3）设是方程的实数解，求证：对于函数任意的，当，时，有．

4 . 对于给定的数列，，设，即是，，…，中的最大值，则称数列是数列，的“和谐数列”．
（1）设，，求，，的值，并证明数列是等差数列；
（2）设数列，都是公比为q的正项等比数列，若数列是等差数列，求公比q的取值范围；
（3）设数列满足，数列是数列，的“和谐数列”，且（m为常数，，2，…，k），求证：．

6 . 设.
(1)若都是锐角，且满足，求证：和中至少有一个是方程的解；
(2)求方程在区间上的解集.

7 . 如图，在长方体中，；

(1)求二面角的大小；
(2)若点在直线上，求证：直线平面；

8 . 如图，在四棱锥中，底面，，，，，．

(1)求证：平面；
(2)试在棱PB上确定一点，使截面把该几何体分成的两部分与的体积比为；
(3)H是PB中点，求二面角大小的余弦值．

9 . 如图，已知正四棱柱，

(1)求证：平面；
(2)求证：平面平面