（本小题满分12分
）
已知二次函数
同时满足：
①不等式
的解集有且只有一个元素；
②在定义域内存在
使得不等式
成立.
设数列
的前
项和
（1）求
表达式；
（2）求数列的通项公式；
（3）设
，
的前项和为
，
对
恒成立，求
的取值范围.
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（
,
,
）的图像与
轴的交点为
，它在
和
的解析式；
满足
，求
的值．
，其中
是常数且
.
时，
在区间
上单调递增，求
的取值范围；
时，讨论
是正整数，证明：
.已知椭圆
的右焦点为 
，
为椭圆的上顶点，
为坐标原点，且两焦点和短轴的两端构成边长为
的正方形.
（1）求椭圆的标准方程；
（2）是否存在直线
交与椭圆于
， 
，且使，使得
为
的垂心，若存在，求出点的坐标，若不存在，请说明理由.
设数列
的前
项和为
，且满足
.
（1）求数列的通项公式；
（2）在数列的每两项之间按照如下规则插入一些数后，构成新数列：
与
两项之间插入个数，使这
个数构成等差数列，其公差为
，求数列
的前项和为
.
的侧棱长为3，
，且
，
、
分别是棱
、
上的动点，且
；
.的体积取得最大值时，求异面直线
与
所成角的余弦值.
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