为了求函数y=x²，函数x=1，x轴围成的曲边三角形的面积S，古人想出了两种方案求其近似解（如图）：第一次将区间[0，1]二等分，求出阴影部分矩形面积，记为S₂；第二次将区间[0，1]三等分，求出阴影部分矩形面积，记为S₃；第三次将区间[0，1]四等分，求出S₄…依此类推，记图1中S_n=a_n，图2中S_n=b_n，其中n≥2．
（1）求a₂，a₃，a₄；
（2）求a_n的通项公式，并证明an＞

1

3

；
（3）求b_n的通项公式，类比第②步，猜想b_n的取值范围．并由此推出S的值（只需直接写出b_n的范围与S的值，无须证明）．
参考公式：12+22+32+…+(n-1)2+n2=

1

6

n(n+1)(2n+1)．

一块边长为10的正方形纸片，按如图所示将阴影部分裁下，然后将余下的四个全等的等腰三角形作为侧面制作一个正四棱锥S-ABCD（底面是正方形，顶点在底面的射影是底面中心的四棱锥）．
（1）过此棱锥的高以及一底边中点F作棱锥的截面（如图），设截面三角形面积为y，求y的最大值及y取最大值时的x的值；
（2）空间一动点P满足

SP

=a

SA

+b

SB

+c

SC

（a+b+c=1），在第（1）问的条件下，求|

SP

|的最小值，并求取得最小值时a，b，c的值；
（3）在第（1）问的条件下，设F是CD的中点，问是否存在这样的动点Q，它在此棱锥的表面（包含底面ABCD）运动，且FQ⊥AC？如果存在，计算其运动轨迹的长度，如果不存在，说明理由．

一块边长为10的正方形纸片，按如图所示将阴影部分裁下，然后将余下的四个全等的等腰三角形作为侧面制作一个正四棱锥S-ABCD（底面是正方形，顶点在底面的射影是底面中心的四棱锥）．
（1）过此棱锥的高以及一底边中点F作棱锥的截面（如图），设截面三角形面积为y，将y表为x的函数；
（2）求y的最大值及此时x的值；
（3）在第（2）问的条件下，设F是CD的中点，问是否存在这样的动点P，它在此棱锥的表面（包含底面ABCD）运动，且FP⊥AC．如果存在，在图中画出其轨迹并计算轨迹的长度，如果不存在，说明理由．