1 . 如图，在矩形ABCD中，DE平分∠ADC时，将△ABE沿AE折叠至△AFE，点F恰好落在DE上．
   
(1)求证：
(2)如图，延长CF交AE于点G，交AB于点H．
①求证：；
②求的值．

2 . 勾股定理，是几何学中一颗光彩夺目的明珠，被称为“几何学的基石”. 中国是发现和研究勾股定理最古老的国家之一. 据记载，在公元前1120年，商高答周公曰“故折矩，以为勾广三，股修四，径隅五，既方之，外半其一矩，环而共盘，得成三四五，两矩共长二十有五，是谓积矩. ”因此，勾股定理在中国又称“商高定理”. 数百年后，希腊数学家毕达哥拉斯发现并证明了这个定理，因此“勾股定理”在西方被称为“毕达哥拉斯定理”. 三国时期，吴国的数学家赵爽创制了一幅“勾股圆方图”，用数形结合的方法给出了勾股定理的详细证明. 如图所示的勾股圆方图中，四个全等的直角三角形与中间的小正方形拼成一个大正方形. 若中间小正方形面积（阴影部分）是大正方形面积一半，则直角三角形中较小的锐角的大小为_________.

3 . 已知实数，满足，.当时，求证：.

4 . 若定义在上的函数满足：的单调区间与的单调区间完全相同，则称为“二阶和谐函数”．
(1)求证：是“二阶和谐函数”；
(2)若是“二阶和谐函数”，求实数a的取值范围．

5 . 如图1，在正方形ABCD中，点E是CD上一动点，将正方形沿着BE折叠，点C落在点F处，连接BE，CF，延长CF交AD于点G
   
(1)求证：；
(2)如图2，在已知条件下，延长BF交AD于点H.若，，求线段DE的长；
(3)将正方形改成矩形，点E是CD上一动点，同样沿着BE折叠，连接CF，延长CF，BF交直线AD于G，H两点，若，，求的值（用含k的代数式表示）.

6 . 如图①，在中，，两条直角边边长分别为，b，斜边长为c，如图②，现将与全等的四个直角三角形拼成一个正方形.
   
(1)利用图②证明勾股定理即在中证明：；
(2)若的两直角边之比为，现随机向图②内掷一枚小针，则针尖落在四个直角三角形区域的概率是多少？
(3)如图③所示，过点D作DF的垂线交小正方形对角线EF的延长线于点G，连接CG，延长BE交CF于点M，交CG于点H，若，求的值.

7 . 如图，圆锥的顶点为，底面圆心为为两条互相垂直的直径，是底面圆周上的动点（异于），且在直径的两侧.已知.

(1)若，求证：；
(2)若在线段上存在点（异于），使得平面，求的取值范围.

8 . 用文具盒中的两块直角三角板（直角三角形和直角三角形）绕着公共斜边翻折成的二面角，如图和，，，，，将翻折到，使二面角成，为边上的点，且．

(1)证明：；
(2)求直线与平面所成角的正弦值．

9 . 观察下列关于自然数的等式：
（1）①
（2）②
（3）③
根据上述规律解决下列问题：
(1)写出第4个等式：____________________；
(2)写出你猜想的第个等式（用含的式子表示），并证明其正确性.

10 . 已知数列和，且，函数，其中．
(1)求函数的单调区间；
(2)若数列各项均为正整数，且对任意的都有．求证：
（ⅰ）；
（ⅱ），其中为自然对数的底数．