格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

数列与函数的综合问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶选择题自测题答案-云南省等高二数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-07-01
数列与函数的综合问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶选择题自测题答案-云南省等高二数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['等差数列的通项公式', '导数与最值', '利用导数讨论函数单调性', '等差数列的前n项和的应用', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%设$${{S}_{n}}$$为等差数列{$${{a}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和,若$$a_{7}=5, ~ S_{5}=-5 5,$$则$${{n}{{S}_{n}}}$$的最小值为(

A

A.$${{−}{{3}{4}{3}}}$$

B.$${{−}{{3}{2}{4}}}$$

C.$${{−}{{3}{2}{0}}}$$

D.$${{−}{{2}{4}{3}}}$$

2、['三角恒等变换综合应用', '数列的递推公式', '等差数列的定义与证明', '等差数列的性质', '等差数列的前n项和的应用', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,满足$$S_{n}=a n^{2}+b n ( a, b )$$为常数$${{)}}$$,且$$a_{9}={\frac{\pi} {2}}$$.设函数$$f ( x )=2+\operatorname{s i n} \, 2 x-2 \mathrm{s i n}^{2} \, \frac{x} {2}$$,记$$y_{n}=f ( a_{n} )$$,则数列$${{\{}{{y}_{n}}{\}}}$$的前$${{1}{7}}$$项和为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}{7}}$$

B.$${{9}{π}}$$

C.$${{1}{1}}$$

D.$$\frac{1 7} {2} \pi$$

3、['等比数列的性质', '数列与函数的综合问题']

正确率60.0%已知各项均为正数的数列$${{{{a}_{n}}{}}}$$是公比不为$${{1}}$$的等比数列,且$$a_{1} a_{2 0 2 5}=1,$$若$$f ( x )=\frac{4} {1+x^{2}},$$则$$f ( a_{1} )+f ( a_{2} )+\ldots+f ( a_{2 0 2 5} )=$$(

D

A.$${{2}{0}{2}{4}}$$

B.$${{4}{0}{4}{8}}$$

C.$${{2}{0}{2}{5}}$$

D.$${{4}{0}{5}{0}}$$

4、['数列的函数特征', '函数单调性的应用', '数列与函数的综合问题']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式是$$a_{n}=-n^{2}+b n+c$$,若$$a_{n+1} < a_{n}$$对$${{n}{∈}{{N}_{+}}}$$恒成立,则实数$${{b}}$$的取值范围是(

D

A.$${{b}{>}{0}}$$

B.$${{b}{⩾}{−}{1}}$$

C.$${{b}{⩽}{3}}$$

D.$${{b}{<}{3}}$$

5、['数列的递推公式', '抽象函数的应用', '等比数列的通项公式', '数列与函数的综合问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$${{f}{{(}{x}{)}}}$$的定义域为$${{R}{,}}$$当$${{x}{>}{0}}$$时,$${{f}{{(}{x}{)}}{<}{2}}$$对任意的成立,若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=f \left( 0 \right)$$,且$$f \left( a_{n+1} \right)=f \left( \frac{a_{n}} {a_{n}+3} \right), \, \, \, n \in{\bf N}^{*}$$,则$$a_{2 0 1 7}$$的值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$$\frac6 {2 \times3^{2 0 1 6}-1}$$

C.$$\frac2 {2 \times3^{2 0 1 6}-1}$$

D.$$\frac2 {2 \times3^{2 0 1 5}-1}$$

6、['等差数列的通项公式', '等差数列的前n项和的应用', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%设等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}, \, \, a_{1}+a_{2}=-2 0, \, \, a_{4}+a_{6}=-6$$,则当$${{S}_{n}}$$取最小值时,$${{n}}$$等于(

A

A.$${{6}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{9}}$$

7、['利用函数单调性求参数的取值范围', '分段函数的单调性', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%设函数$$f ( x )=\left\{\begin{array} {l} {( a-2 ) x, ( x \geqslant2 )} \\ {( \displaystyle\frac{1} {2}^{x} )-1, ( x < 2 )} \\ \end{array}, a_{n}=f ( n ) \right.$$若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是单调递减数列,则实数$${{a}}$$的取值范围为$${{(}{)}}$$

C

A.$$(-\infty, 2 )$$

B.$$(-\infty, \frac{1 3} {8} \ ]$$

C.$$\left(-\infty, \frac{7} {4} \right)$$

D.$$[ \frac{1 3} {8}, 2 )$$

8、['数列的前n项和', '数列的通项公式', '数列与函数的综合问题']

正确率60.0%svg异常

B

A.$${{S}_{n}}$$无限大

B.$$S_{n} < 3 ( 3+\sqrt{5} ) m$$

C.$$S_{n}=3 ( 3+\sqrt{5} ) m$$

D.$${{S}_{n}}$$可以取$${{1}{0}{0}{m}}$$

9、['数列的前n项和', '分段函数模型的应用', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%已知函数$$f \left( x \right)=\left\{\begin{array} {c l} {{\left(-1 \right)^{n} \sin\displaystyle\frac{\pi x} {2}+2 n, x \in\left[ 2 n, 2 n+1 \right),}} \\ {{\left(-1 \right)^{n+1} \sin\displaystyle\frac{\pi x} {2}+2 n+2, x \in\left[ 2 n+1, 2 n+2 \right),}} \end{array} \right. \left( n \in N \right)$$,若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{m}=f \left( m \right) ( m \in N^{*} )$$,数列$${{\{}{{a}_{m}}{\}}}$$的前$${{m}}$$项的和为$${{S}_{m}}$$,则$$S_{1 0 5}-S_{9 6}=\alpha$$

A

A.$${{9}{0}{9}}$$

B.$${{9}{1}{0}}$$

C.$${{9}{1}{1}}$$

D.$${{9}{1}{2}}$$

10、['抽象函数的应用', '等比数列的定义与证明', '函数单调性的判断', '数列与函数的综合问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$${{y}{=}{f}{{(}{x}{)}}}$$的定义域为$$( 0,+\infty)$$,当$${{x}{>}{1}}$$时,$${{f}{{(}{x}{)}}{>}{0}}$$,对任意的成立,若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=f \left( 1 \right)$$,且$$f \left( a_{n+1} \right)=f \left( 2 a_{n}+1 \right) \left( n \in N^{*} \right)$$,则$$a^{2 0 1 7}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$$a^{2 0 1 4}-1$$

B.$$a^{2 0 1 5}-1$$

C.$$a^{2 0 1 6}-1$$

D.$$a^{2 0 1 7}-1$$

1. 解析:

设等差数列的公差为 $$d$$,首项为 $$a_1$$。根据题意:

$$a_7 = a_1 + 6d = 5$$

$$S_5 = \frac{5}{2}(2a_1 + 4d) = -55 \Rightarrow 2a_1 + 4d = -22$$

解得 $$a_1 = -17$$,$$d = \frac{11}{3}$$。

前 $$n$$ 项和 $$S_n = \frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d) = \frac{n}{2}\left(-34 + \frac{11}{3}(n-1)\right)$$

$$nS_n = \frac{n^2}{2}\left(-34 + \frac{11}{3}(n-1)\right)$$

求导或列举整数点可得最小值在 $$n=7$$ 时取得,$$nS_n = -324$$。

答案为 B

2. 解析:

由 $$S_n = an^2 + bn$$,得 $$a_n = S_n - S_{n-1} = 2an - a + b$$。

由 $$a_9 = 2a \cdot 9 - a + b = \frac{\pi}{2}$$,得 $$17a + b = \frac{\pi}{2}$$。

函数 $$f(x) = 2 + \sin 2x - 2\sin^2 \frac{x}{2} = \sin 2x + \cos x + 1$$。

注意到 $$a_n$$ 是等差数列,$$y_n = f(a_n)$$。

前 17 项和为 $$\sum_{k=1}^{17} y_k = 17$$(因为 $$f(a_n)$$ 关于 $$\pi$$ 对称,和为常数)。

答案为 A

3. 解析:

等比数列 $$a_n = a_1 r^{n-1}$$,由 $$a_1 a_{2025} = a_1^2 r^{2024} = 1$$,得 $$a_1 r^{1012} = 1$$。

函数 $$f(x) = \frac{4}{1+x^2}$$,注意到 $$f(x) + f\left(\frac{1}{x}\right) = 4$$。

因此,$$f(a_1) + f(a_{2025}) = 4$$,$$f(a_2) + f(a_{2024}) = 4$$,依此类推。

总共有 2024 对和为 4 的项,加上中间项 $$f(a_{1013}) = 2$$,总和为 $$2024 \times 2 + 2 = 4050$$。

答案为 D

4. 解析:

通项 $$a_n = -n^2 + bn + c$$,要求 $$a_{n+1} < a_n$$ 对所有 $$n \in \mathbb{N}_+$$ 成立。

即 $$-(n+1)^2 + b(n+1) + c < -n^2 + bn + c$$,化简得 $$b < 2n + 1$$。

对最小的 $$n=1$$,$$b < 3$$。

答案为 D

5. 解析:

由递推关系 $$f(a_{n+1}) = f\left(\frac{a_n}{a_n + 3}\right)$$,假设 $$f$$ 为单调函数,则 $$a_{n+1} = \frac{a_n}{a_n + 3}$$。

取倒数得 $$\frac{1}{a_{n+1}} = \frac{3}{a_n} + 1$$,解得 $$\frac{1}{a_n} = 3^n \left(\frac{1}{a_1} + \frac{1}{2}\right) - \frac{1}{2}$$。

由 $$a_1 = f(0)$$ 及题意,设 $$f(0) = 2$$,则 $$a_n = \frac{2}{2 \times 3^{n-1} - 1}$$。

$$a_{2017} = \frac{2}{2 \times 3^{2016} - 1}$$。

答案为 B

6. 解析:

设首项 $$a_1$$,公差 $$d$$,由 $$a_1 + a_2 = 2a_1 + d = -20$$,$$a_4 + a_6 = 2a_1 + 8d = -6$$。

解得 $$d = 2$$,$$a_1 = -11$$。

前 $$n$$ 项和 $$S_n = \frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d) = n^2 - 12n$$,最小值在 $$n=6$$ 时取得。

答案为 A

7. 解析:

数列单调递减需满足:

1. 对 $$n \geq 2$$,$$(a-2)(n+1) \leq (a-2)n$$,即 $$a-2 \leq 0$$。

2. 对 $$n=1$$,$$a_1 = \left(\frac{1}{2}\right)^1 - 1 = -\frac{1}{2}$$。

3. 对 $$n=2$$,$$a_2 = (a-2) \times 2$$,需 $$a_2 \leq a_1$$,即 $$2(a-2) \leq -\frac{1}{2}$$,解得 $$a \leq \frac{13}{8}$$。

综上,$$a \leq \frac{13}{8}$$。

答案为 B

9. 解析:

函数 $$f(x)$$ 分段定义,数列 $$a_m = f(m)$$。

计算 $$S_{105} - S_{96} = \sum_{m=97}^{105} a_m$$,逐项代入函数表达式求和得 909。

答案为 A

10. 解析:

由题意,$$f$$ 为增函数,递推关系 $$f(a_{n+1}) = f(2a_n + 1)$$ 推出 $$a_{n+1} = 2a_n + 1$$。

解得 $$a_n = 2^n - 1$$,因此 $$a^{2017} = a^{2017} - 1$$。

答案为 D

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