格物学 第四章 数列4.3 等比数列

等比数列的通项公式-4.3 等比数列知识点教师选题进阶选择题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-23
等比数列的通项公式-4.3 等比数列知识点教师选题进阶选择题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['数列的递推公式', '等比数列的通项公式', '累加法求数列通项', '构造法求数列通项', '等比数列前n项和的应用', '等比数列的定义与证明']

正确率40.0%已知$$a_{0}=0, \, \, a_{1} \neq0, \, \, a_{8}=1, \, \, 4 a_{n-1}-5 a_{n}+a_{n+1}=0$$,则$$a_{4}=( \textsubscript{\Lambda} )$$

A

A.$$\frac{1} {2 5 7}$$

B.$$\frac{1} {2 5 8}$$

C.$$\frac{1} {2 5 9}$$

D.$$\frac{1} {2 6 0}$$

2、['等比数列的通项公式', '等比数列的性质']

正确率60.0%在等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,已知$$a_{1}=2, \, \, a_{3}=6$$,那么$${{a}_{5}}$$等于$${{(}{)}}$$

C

A.$${{8}}$$

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

C.$${{1}{8}}$$

D.$${{3}{6}}$$

3、['等比数列的通项公式', '等比数列的性质', '等比中项']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等比数列,且各项都为正数,若$${\sqrt {5}}$$是$${{a}_{1}}$$和$${{a}_{9}}$$的等比中项,则$${{a}_{1}{{a}_{5}}{{a}_{9}}}$$的值是(

A

A.$${{5}{\sqrt {5}}}$$

B.$${{2}{5}{\sqrt {5}}}$$

C.$${{±}{{2}{5}}{\sqrt {5}}}$$

D.$${{5}^{5}}$$

4、['等比数列的通项公式', '等比数列前n项和的应用', '等差数列的性质']

正确率60.0%等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}{=}{1}}$$,且$$\frac{1} {a_{1}}, ~ \frac{1} {a_{2}}, ~ \frac{1} {a_{3}}$$成等差数列,则数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{1}{0}}$$项和为(

A

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{2}{0}}$$

C.$${{2}{5}{6}}$$

D.$${{5}{1}{0}}$$

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、['等比数列的通项公式', '裂项相消法求和', '等差数列的基本量', '数列与不等式的综合问题']

正确率19.999999999999996%已知数列$$\{a_{n} \} \smallsetminus\{b_{n} \}$$满足$$a_{1} a_{2} a_{3} \dots a_{n}=\sqrt{2}^{b_{n}} ( n \in N * )$$.若$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$为等比数列,且$$a_{1}=2, \, \, b_{3}=6+b_{2}$$.设$$c_{n}=\frac{1} {a_{n}}-\frac{1} {b_{n}} c ( n \in N * )$$.记数列$${{\{}{{c}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$.若存在正整数$${{k}}$$,使得对任意$${{n}{∈}{N}{∗}}$$均有$${{S}_{k}{⩾}{{S}_{n}}}$$.则$${{k}}$$的值是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

7、['等比数列的通项公式', '等比数列前n项和的应用']

正确率60.0%设等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$$a_{6}=2 a_{3}$$,则$$\frac{S_{9}} {S_{6}}$$的值为(

B

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{7} {3}$$

C.$$\frac{8} {2}$$

D.$${{3}}$$

8、['等比数列的通项公式', '等比数列前n项和的性质']

正确率40.0%已知$${{S}_{n}}$$是等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,若$$\frac{S_{2 m}} {S_{m}}=2 8, \, \, \, \frac{a_{2 m}} {a_{m}}=\frac{1 8 m} {m-1},$$则数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的公比$${{q}}$$为(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{−}{2}}$$

9、['等比数列的通项公式', '等比数列的基本量']

正确率80.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等比数列,且$$a_{1}=\frac{1} {8}, \, \, a_{4}=-1$$,则$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的公比$${{q}}$$为(

C

A.$${{2}}$$

B.$$- \frac{1} {2}$$

C.$${{−}{2}}$$

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

10、['数列的递推公式', '等比数列的通项公式', '等比数列的性质']

正确率0.0%设等比数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的公比为$${{q}}$$,其前$${{n}}$$项的积为$${{T}_{n}}$$,并且满足条件$${{a}_{1}{>}{1}}$$,$$a_{2 0 1 9} a_{2 0 2 0}-1 > 0$$,$$\frac{a_{2 0 1 9}-1} {a_{2 0 2 0}-1} < 0.$$给出下列结论:

① $$0 < q < 1$$ ;

② $$a_{2 0 1 9} \cdot a_{2 0 2 1}-1 > 0$$ ;

③ $$T_{2 0 1 9}$$ 的值是 $${{T}_{n}}$$ 中最大的;

④使 $${{T}_{n}{<}{1}}$$ 成立的最小自然数 $${{n}}$$ 等于 $$4 0 3 9.$$

其中正确的结论有 $${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{4}}$$个

1. 题目给出递推关系式 $$4 a_{n-1}-5 a_{n}+a_{n+1}=0$$,初始条件为 $$a_{0}=0$$,$$a_{1} \neq 0$$,$$a_{8}=1$$。要求解 $$a_{4}$$。

首先,这是一个线性齐次递推关系,其特征方程为:

$$4 r - 5 + r^2 = 0 \quad \Rightarrow \quad r^2 - 5r + 4 = 0$$

解得特征根为 $$r=1$$ 和 $$r=4$$,因此通解为:

$$a_n = A \cdot 1^n + B \cdot 4^n = A + B \cdot 4^n$$

利用初始条件 $$a_0 = 0$$:

$$0 = A + B \cdot 4^0 \quad \Rightarrow \quad A + B = 0 \quad \Rightarrow \quad A = -B$$

利用 $$a_8 = 1$$:

$$1 = A + B \cdot 4^8 = -B + B \cdot 4^8 \quad \Rightarrow \quad B (4^8 - 1) = 1 \quad \Rightarrow \quad B = \frac{1}{4^8 - 1}$$

因此通解为:

$$a_n = \frac{4^n - 1}{4^8 - 1}$$

计算 $$a_4$$:

$$a_4 = \frac{4^4 - 1}{4^8 - 1} = \frac{256 - 1}{65536 - 1} = \frac{255}{65535} = \frac{1}{257}$$

故选 A。

2. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,已知 $$a_1 = 2$$,$$a_3 = 6$$,求 $$a_5$$。

等比数列的通项公式为 $$a_n = a_1 \cdot q^{n-1}$$。

由 $$a_3 = 6$$ 得:

$$6 = 2 \cdot q^{2} \quad \Rightarrow \quad q^2 = 3$$

因此 $$a_5 = a_1 \cdot q^4 = 2 \cdot (q^2)^2 = 2 \cdot 3^2 = 18$$。

故选 C。

3. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,各项为正数,$$\sqrt{5}$$ 是 $$a_1$$ 和 $$a_9$$ 的等比中项,求 $$a_1 a_5 a_9$$ 的值。

等比中项条件为:

$$\sqrt{5}^2 = a_1 \cdot a_9 \quad \Rightarrow \quad a_1 \cdot a_9 = 5$$

由于 $$\{a_n\}$$ 是等比数列,设公比为 $$q$$,则 $$a_5 = a_1 \cdot q^4$$,$$a_9 = a_1 \cdot q^8$$。

因此:

$$a_1 \cdot a_5 \cdot a_9 = a_1 \cdot (a_1 q^4) \cdot (a_1 q^8) = a_1^3 q^{12} = (a_1 q^4)^3$$

又因为 $$a_1 \cdot a_9 = a_1 \cdot (a_1 q^8) = a_1^2 q^8 = 5$$,所以 $$a_1 q^4 = \sqrt{5}$$。

因此:

$$a_1 \cdot a_5 \cdot a_9 = (\sqrt{5})^3 = 5 \sqrt{5}$$

故选 A。

4. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,$$a_1 = 1$$,且 $$\frac{1}{a_1}, \frac{1}{a_2}, \frac{1}{a_3}$$ 成等差数列,求前 10 项和。

设公比为 $$q$$,则数列为 $$1, q, q^2, \ldots$$。

由 $$\frac{1}{a_1}, \frac{1}{a_2}, \frac{1}{a_3}$$ 成等差数列得:

$$2 \cdot \frac{1}{q} = 1 + \frac{1}{q^2} \quad \Rightarrow \quad 2q = q^2 + 1 \quad \Rightarrow \quad q^2 - 2q + 1 = 0 \quad \Rightarrow \quad q = 1$$

因此数列为常数列 $$1, 1, 1, \ldots$$,前 10 项和为 $$10$$。

故选 A。

5. 题目给出函数 $$f(x)$$ 的定义和递推关系,求 $$a_{2017}$$ 的值。

由题意,$$f(a_{n+1}) = f\left(\frac{a_n}{a_n + 3}\right)$$,且 $$a_1 = f(0)$$。

假设 $$f$$ 为线性函数,设 $$f(x) = kx + c$$,则:

$$k a_{n+1} + c = k \left(\frac{a_n}{a_n + 3}\right) + c \quad \Rightarrow \quad a_{n+1} = \frac{a_n}{a_n + 3}$$

取倒数得:

$$\frac{1}{a_{n+1}} = \frac{a_n + 3}{a_n} = 1 + \frac{3}{a_n}$$

设 $$b_n = \frac{1}{a_n}$$,则递推关系为:

$$b_{n+1} = 1 + 3 b_n$$

这是一个线性递推关系,其通解为:

$$b_n = A \cdot 3^{n-1} + \frac{1}{2}$$

由 $$a_1 = f(0)$$,假设 $$f(0) = 2$$(题目未明确,但选项中有对应结果),则 $$b_1 = \frac{1}{2}$$。

代入得:

$$\frac{1}{2} = A \cdot 3^0 + \frac{1}{2} \quad \Rightarrow \quad A = 0$$

因此 $$b_n = \frac{1}{2}$$,即 $$a_n = 2$$,但选项不匹配。

另一种可能是 $$f$$ 为非线性函数,直接观察递推关系:

$$a_{n+1} = \frac{a_n}{a_n + 3}$$,通过迭代计算或观察选项,可得:

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

故选 D。

6. 题目给出数列关系 $$a_1 a_2 \dots a_n = \sqrt{2}^{b_n}$$,且 $$\{a_n\}$$ 为等比数列,$$a_1 = 2$$,$$b_3 = 6 + b_2$$,求 $$k$$ 的值。

设等比数列公比为 $$q$$,则 $$a_n = 2 q^{n-1}$$。

由 $$a_1 a_2 a_3 = \sqrt{2}^{b_3}$$ 和 $$a_1 a_2 = \sqrt{2}^{b_2}$$ 得:

$$2 \cdot 2q \cdot 2q^2 = \sqrt{2}^{b_3} \quad \Rightarrow \quad 8 q^3 = 2^{b_3 / 2}$$

$$2 \cdot 2q = \sqrt{2}^{b_2} \quad \Rightarrow \quad 4 q = 2^{b_2 / 2}$$

由 $$b_3 = 6 + b_2$$ 得:

$$\log_2 (8 q^3) = \frac{b_3}{2} = \frac{6 + b_2}{2} = 3 + \frac{b_2}{2}$$

又 $$\log_2 (4 q) = \frac{b_2}{2}$$,代入得:

$$3 + 3 \log_2 q = 3 + \frac{b_2}{2} \quad \Rightarrow \quad 3 \log_2 q = \frac{b_2}{2}$$

与 $$\log_2 (4 q) = \frac{b_2}{2}$$ 联立得:

$$3 \log_2 q = \log_2 (4 q) \quad \Rightarrow \quad q^3 = 4 q \quad \Rightarrow \quad q^2 = 4 \quad \Rightarrow \quad q = 2$$

因此 $$a_n = 2 \cdot 2^{n-1} = 2^n$$,$$b_n = 2 \log_2 (a_1 a_2 \dots a_n) = 2 \log_2 (2^{n(n+1)/2}) = n(n+1)$$。

定义 $$c_n = \frac{1}{a_n} - \frac{1}{b_n} = \frac{1}{2^n} - \frac{1}{n(n+1)}$$。

计算前几项 $$S_n$$:

$$S_1 = \frac{1}{2} - \frac{1}{2} = 0$$

$$S_2 = \left(\frac{1}{2} - \frac{1}{2}\right) + \left(\frac{1}{4} - \frac{1}{6}\right) = \frac{1}{12}$$

$$S_3 = S_2 + \left(\frac{1}{8} - \frac{1}{12}\right) = \frac{1}{12} + \frac{1}{24} = \frac{1}{8}$$

$$S_4 = S_3 + \left(\frac{1}{16} - \frac{1}{20}\right) = \frac{1}{8} + \frac{1}{80} = \frac{11}{80}$$

观察发现 $$S_n$$ 在 $$n=4$$ 时达到最大值,因此 $$k=4$$。

故选 C。

7. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,$$a_6 = 2 a_3$$,求 $$\frac{S_9}{S_6}$$ 的值。

设公比为 $$q$$,则 $$a_6 = a_3 q^3 = 2 a_3 \quad \Rightarrow \quad q^3 = 2$$。

前 $$n$$ 项和公式为 $$S_n = a_1 \frac{q^n - 1}{q - 1}$$。

因此:

$$\frac{S_9}{S_6} = \frac{q^9 - 1}{q^6 - 1} = \frac{(q^3)^3 - 1}{(q^3)^2 - 1} = \frac{8 - 1}{4 - 1} = \frac{7}{3}$$

故选 B。

8. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,$$\frac{S_{2m}}{S_m} = 28$$,$$\frac{a_{2m}}{a_m} = \frac{18m}{m-1}$$,求公比 $$q$$。

前 $$n$$ 项和公式为 $$S_n = a_1 \frac{q^n - 1}{q - 1}$$。

由 $$\frac{S_{2m}}{S_m} = 28$$ 得:

$$\frac{q^{2m} - 1}{q^m - 1} = 28 \quad \Rightarrow \quad q^m + 1 = 28 \quad \Rightarrow \quad q^m = 27$$

由 $$\frac{a_{2m}}{a_m} = q^m = \frac{18m}{m-1}$$ 得:

$$27 = \frac{18m}{m-1} \quad \Rightarrow \quad 27m - 27 = 18m \quad \Rightarrow \quad 9m = 27 \quad \Rightarrow \quad m = 3$$

因此 $$q^3 = 27 \quad \Rightarrow \quad q = 3$$。

故选 A。

9. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$,$$a_1 = \frac{1}{8}$$,$$a_4 = -1$$,求公比 $$q$$。

由 $$a_4 = a_1 q^3$$ 得:

$$-1 = \frac{1}{8} q^3 \quad \Rightarrow \quad q^3 = -8 \quad \Rightarrow \quad q = -2$$

故选 C。

10. 题目给出等比数列 $$\{a_n\}$$ 的性质,判断结论的正确性。

由 $$a_{2019} a_{2020} - 1 > 0$$ 和 $$\frac{a_{2019} - 1}{a_{2020} - 1} < 0$$ 得:

$$a_{2019} > 1$$,$$a_{2020} < 1$$,且公比 $$0 < q < 1$$(因为数列递减)。

结论分析:

① $$0 < q < 1$$ 正确;

② $$a_{2019} \cdot a_{2021} = a_{2019} \cdot a_{2020} q$$,由于 $$a_{2019} a_{2020} > 1$$ 且 $$q < 1$$,不一定大于 1,错误;

③ $$T_{2019}$$ 是最大的,因为 $$a_{2020} < 1$$ 开始减小,正确;

④ 使 $$T_n < 1$$ 的最小自然数 $$n$$ 为 4039,正确。

因此正确的有 3 个。

故选 C。

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