解答题 (共 5 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
在 $\triangle A B C$ 中,角 $A , B, C$ 的对边分别为 $a, b, c$ ,若 $b(\tan A+\tan B)=2 c \tan B, B C$ 边中线长为 2 .
(1)求角 A ;(2)求边 $a$ 的最小值.
如图,已知四棱锥 $P-A B C D$ 中,顶点 $P$ 在底面 $A B C D$ 上的射影 $H$ 落在线段 $A C$ 上(不含端点),
$A D / / B C, A B \perp A D, A B=2, B C=2 A D=2 \sqrt{2} .$
(1)求证:$B D \perp$ 平面 $P A C$ ;
(2)若二面角 $A-B C-P$ 的大小为 $\alpha$ ,直线 $P C$ 与平面 $A B C D$ 所成角为 $\beta$ ,求 $\frac{\tan \alpha}{\tan \beta}$ 的值.
已知函数 $f(x)=\ln x-x+b$ 有两个不同的零点 $x_1, x_2$ .
(1)证明:$b>1$ ;
(2)当 $x_1 < x_2 \leq 3 x_1$ 时,求 $x_1+3 x_2$ 的最大值;
已知有 $A, B$ 两个盒子,各装有 1 个黑球、 1 个黄球和 1 个红球,现从 $A, B$ 两个盒子中各任取一个球交换放入另一个盒子,重复进行 $n\left(n \in N^*\right)$ 次这样的操作后,记 $A$ 盒子中红球的个数为 $X_n$ ,恰有 1 个红球的概率为 $p_n$ ,恰有 2 个红球的概率为 $q_n$ .
(1)并求 $\left\{p_n\right\}$ 的通项公式;
(2)求 $X_n$ 的数学期望.
已知曲线 $W: x^2=4 y$ ,点 $Q\left|m, \frac{m}{4}\right|(m \neq 0)$ 在曲线 $W$ 上.
(1)求曲线 $W$ 在点 $Q$ 处的切线方程;
(2)如图 1,过曲线 $W$ 外一点 A (不在 $y$ 轴上)作 $W$ 的两条切线 $A B, A C$ ,切点为 $B, C$ ,过曲线 $W$ 上一点 $M$的切线交 $A B, A C$ 于点 $B_1, C_1$ ,且 $B C / / B_1 C_1$ ,把这样的 $\triangle A B_1 C_1$ 叫做"外切三角形".
(1)连接 $A M$ 交 $B C$ 于点 $E$ ,请给出 $A, M, E$ 三点的纵坐标的关系;
(2)如图 2,从点 A 出发作出的第一个外切三角形是 $\triangle A B_1 C_1$ 再过点 $B_1, C_1$ 分别作出 2 个外切三角形,即 $\triangle B_1 B_2 B_3$ 和 $\triangle C_1 C_2 C_3$ ;继续过点 $B_2, B_3, C_2, C_3$ 分别作出 4 个外切三角形以此类推,依次作出 $1,2,4,8, \ldots, 2^{n-1}$个外切三角形.设 $\triangle A B C$ 的面积为 $S$ ,求这些"外切三角形"的面积之和 $T$ ,并判断 $3 T$ 与 $S$ 的大小关系.