1 . 如图，是圆柱的底面直径且是圆柱的母线且，点是圆柱底面圆周上的点，点在线段上，点在线段上．

   

(1)求圆柱的表面积；
(2)求证：；
(3)若是的中点，求的最小值．

2 . 如图所示，在直三棱柱中，，，，.

(1)当P为的中点时，求证：平面；
(2)当P为的中点时，求二面角的正切值；
(3)若点P为线段上的动点，求当取得最小值时，线段的长.

3 . 如图，是圆柱的底面直径且，是圆柱的母线且，点是圆柱底面面圆周上的点.

（1）求证：平面；
（2）当三棱锥体积最大时，求二面角的大小；（结果用反三角函数值表示）
（3）若，是的中点，点在线段上，求的最小值.

4 . 已知圆柱底面半径为1，高为，ABCD是圆柱的一个轴截面，动点M从点B出发沿着圆柱的侧面到达点D，其距离最短时在侧面留下的曲线．将轴截面ABCD绕着轴逆时针旋转后，边与曲线相交于点P．


(1)求曲线长度；
(2)当时，求点到平面APB的距离；
(3)证明：不存在，使得二面角的大小为．