已知等差数列 $\left\{a_n\right\}$ 的首项 $a_1=1$ ,公差为 $d(d \neq 0)$ ,其前 $n$ 项和为 $S_n, b_n=a_n a_{n+1}-2 S_n$ .
(1)求证:数列 $\left\{b_{n+1}-b_n\right\}$ 是等差数列;
(2)若 $\left\{b_n\right\}$ 也是等差数列,求数列 $\left\{\frac{a_{2 n-1} \cdot 3^n}{a_n a_{n+1}}\right\}$ 的前 $n$ 项和 $T_n$ .
在平面直角坐标系 $x O y$ 中,$F(\sqrt{3}, 0)$ 为双曲线 $C_1: \frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1(a>0, b>0)$ 的右焦点,以 $F$ 为圆心, 1 为半径的圆与双曲线 $C$ 的渐近线相切.
(1)求 $C_1$ 的方程;
(2)记 $C_1$ 的左、右顶点为 $A, B$ .弦 $P Q \perp x$ 轴,记直线 $P A$ 与直线 $Q B$ 交点为 $M$ ,其轨迹为曲线 $C_2$ .
(i)求 $C_2$ 的方程;
(ii)直线 $l_1, l_2$ 是曲线 $C_2$ 的任意两条切线,且 $l_1 / / l_2$ ,试探究在 $x$ 轴上是否存在定点 $G$ ,满足点 $G$ 到 $l_1, l_2$ 的距离之积恒为 1 ?若存在,求出点 $G$ 的坐标;若不存在,请说明理由.
设函数 $f(x)=x^2-a x-a^2 \ln x(a \in \mathbf{R})$ .
(1)当 $a=2$ 时,讨论函数 $y=f(x)$ 的单调性;
(2)当 $a \neq 0$ 时,曲线 $y=f(x)$ 与直线 $y=m$ 交于 $A\left(x_1, m\right), B\left(x_2, m\right)$ 两点,求证:$f^{\prime}\left(\frac{x_1+x_2}{2}\right)>0$ ;
(3)证明:$\frac{1}{3}+\frac{1}{5}+\cdots+\frac{1}{2 n-1} < \frac{1}{2} \ln n\left(n \geqslant 2, n \in \mathbf{N}^*\right)$ .