格物学 第四章 数列等差数列

等差数列的定义与证明-等差数列知识点月考进阶单选题自测题答案-辽宁省等高二数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%

2025-05-20
等差数列的定义与证明-等差数列知识点月考进阶单选题自测题答案-辽宁省等高二数学选择必修,平均正确率42.00000000000001%
1、['余弦定理及其应用', '等差数列的定义与证明']

正确率60.0%若钝角三角形$${{A}{B}{C}}$$的三边长$${{a}{,}{8}{,}{b}{(}{a}{<}{b}{)}}$$成等差数列,则该等差数列的公差$${{d}}$$的取值范围是(

A

A.$${{(}{2}{,}{4}{)}}$$

B.$${{(}{0}{,}{4}{)}}$$

C.$${{(}{2}{,}{6}{)}}$$

D.$${{(}{1}{,}{4}{)}}$$

2、['等差数列的定义与证明', '类比推理', '平面向量的概念', '等比数列的性质', '归纳推理', '直线与圆锥曲线的其他应用']

正确率19.999999999999996%下面给出了四个类比推理.
$${①{a}{,}{b}}$$为实数,若$${{a}^{2}{+}{{b}^{2}}{=}{0}}$$则$${{a}{=}{b}{=}{0}}$$;类比推出:$${{z}_{1}{、}{{z}_{2}}}$$为复数,若$${{z}^{2}_{1}{+}{{z}^{2}_{2}}{=}{0}}$$,则$${{z}_{1}{=}{{z}_{2}}{=}{0}}$$.
$${②}$$若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等差数列,$$b_{n}=\frac{1} {n} \ ( a_{1}+a_{2}+a_{3}+\ldots+a_{n} )$$,则数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$也是等差数列;类比推出:若数列$${{\{}{{c}_{n}}{\}}}$$是各项都为正数的等比数列,$${{d}_{n}{=}{^{n}\sqrt {{c}_{1}{⋅}{{c}_{2}}{⋅}{{c}_{3}}{⋅}{⋯}{⋅}{{c}_{n}}}}}$$,则数列$${{\{}{{d}_{n}}{\}}}$$也是等比数列.
$${③}$$若$${{a}{、}{b}{、}{c}{∈}{R}}$$.则$${({a}{b}{)}{c}{=}{a}{(}{b}{c}{)}}$$;类比推出:若$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}{、}{{c}^{→}}}$$为三个向量.则$${({{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}{)}{⋅}{{c}^{→}}}$$与$${{a}^{→}{⋅}{(}{{b}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{)}}$$
$${④}$$若圆的半径为$${{a}}$$,则圆的面积为$${{π}{{a}^{2}}{;}}$$类比推出:若椭圆的长半轴长为$${{a}}$$,短半轴长为$${{b}}$$,则椭圆的面积为$${{π}{a}{b}{.}}$$
上述四个推理中,结论正确的是(

D

A.$${①{②}}$$

B.$${②{③}}$$

C.$${①{④}}$$

D.$${②{④}}$$

3、['数列的前n项和', '等差数列的通项公式', '等差数列的定义与证明', '等比中项']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}{{a}_{1}}{=}{1}{,}}$$当$${{n}{⩾}{2}}$$且$${{n}{∈}{{N}^{∗}}}$$时$${,{{a}_{n}}{,{S}_{n}}{,}{{S}_{n}}{−}{1}}$$成等比数列,则$${{a}_{5}{=}}$$(

D

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

B.$$- \frac{1} {5}$$

C.$$\frac{1} {2 0}$$

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

4、['数列的递推公式', '等差数列的定义与证明', '数列的通项公式']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}}$$$${{=}{1}}$$,$$\left( a_{n}+a_{n+1}-1 \right)^{2}$$$$= 4 a_{n} a_{n+1}$$,且$$a_{n+1} > a_{n} ( n \in{\bf N}^{*} )$$,则数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式$${{a}_{n}}$$$${{=}}$$(

B

A.$${{2}{n}}$$

B.$${{n}^{2}}$$

C.$${{n}{+}{2}}$$

D.$${{3}{n}{−}{2}}$$

5、['数列的前n项和', '等差数列的通项公式', '等差数列的定义与证明', '数列的函数特征']

正确率40.0%已知数列{$${{a}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和为$$S_{n}, ~ a_{1}=-\frac{1} {9}$$,且$$a_{n}+2 S_{n} S_{n-1}=0 ( n \geqslant2, n \in{\bf N}^{*} )$$,则$${{S}_{n}}$$的最小值和最大值分别为(

D

A.$$- \frac{1} {4}, \frac{1} {4}$$

B.$$- \frac{1} {3}, \frac{1} {3}$$

C.$$- \frac{1} {2}, \frac{1} {2}$$

D.$${{−}{1}{,}{1}}$$

6、['等差数列的通项公式', '等差数列的定义与证明']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$$a_{1}=-1, \, \, a_{n+1}=a_{n}-3$$,则$${{a}_{8}}$$等于(

C

A.$${{−}{7}}$$

B.$${{−}{8}}$$

C.$${{−}{{2}{2}}}$$

D.$${{2}{7}}$$

7、['等差数列的定义与证明', '排列与组合的综合应用']

正确率40.0%在一个排列中,如果一个大数排在一个小数前面,就称它们为一个逆序,一个排列中逆序的总数就称作这个排列的逆序数.如排列$${{2}{,}{3}{,}{7}{,}{5}{,}{1}}$$中$${{2}{,}{1}{;}{3}{,}{1}{;}{7}{,}{5}{;}{7}{,}{1}{;}{5}{,}{1}}$$为逆序,逆序数是$${{5}}$$.现有$${{1}{~}{{5}{0}}}$$这$${{5}{0}}$$个自然数的排列:$${{2}{,}{4}{,}{6}{,}{8}{,}{…}{{5}{0}}{,}{{4}{9}}{,}{{4}{7}}{…}{5}{,}{3}{,}{1}}$$,则此排列的逆序数是(

A

A.$${{6}{2}{5}}$$

B.$${{7}{2}{0}}$$

C.$${{9}{2}{5}}$$

D.$${{1}{2}{5}{0}}$$

8、['等差数列的通项公式', '数列的递推公式', '等差数列的定义与证明']

正确率40.0%.设数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}{=}{1}{,}{{a}_{2}}{=}{2}}$$,且$$2 n a_{n}=( n-1 ) a_{n-1}+( n+1 ) a_{n+1} ( n \geqslant2$$且$${{n}{∈}{{N}^{∗}}{)}}$$,则$$a_{1 8}=\alpha$$

B

A.$$\frac{2 5} {9}$$

B.$$\frac{2 6} {9}$$

C.$${{3}}$$

D.$$\frac{2 8} {9}$$

9、['等差中项', '等差数列的定义与证明', '等比数列的定义与证明', '数列与函数的综合问题']

正确率19.999999999999996%已知函数$${{f}{:}{{R}_{+}}{→}{{R}_{+}}}$$满足:对任意三个正数$${{x}{,}{y}{,}{z}}$$,均有$$f \left( \frac{3 x y z} {x y+y z+z x} \right)=\frac{f \left( x \right)+f \left( y \right)+f \left( z \right)} {3}$$.设$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是互不相等的三个正数,则下列结论正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是等差数列,则$${{f}{(}{a}{)}{,}{f}{(}{b}{)}{,}{f}{(}{c}{)}}$$一定是等差数列

B.若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是等差数列,则$$f \left( \frac{1} {a} \right), ~ f \left( \frac{1} {b} \right), ~ f \left( \frac{1} {c} \right)$$一定是等差数列

C.若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是等比数列,则$${{f}{(}{a}{)}{,}{f}{(}{b}{)}{,}{f}{(}{c}{)}}$$一定是等比数列

D.若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是等比数列,则$$f \left( \frac{1} {a} \right), ~ f \left( \frac{1} {b} \right), ~ f \left( \frac{1} {c} \right)$$一定是等比数列

10、['等差数列的通项公式', '数列的递推公式', '等差数列的定义与证明']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,若$$a_{1}=1, \ a_{n+1}=\frac{a_{n}} {1+2 a_{n}}$$,则这个数列的第$${{1}{0}}$$项$$a_{1 0}=\alpha$$

C

A.$${{1}{9}}$$

B.$${{2}{1}}$$

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

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

第一题解析:

由题意,三边长$$a, 8, b$$成等差数列,设公差为$$d$$,则$$a = 8 - d$$,$$b = 8 + d$$。由于三角形为钝角三角形,需满足余弦定理的钝角条件。假设最长边为$$b$$,则:

$$(8 - d)^2 + 8^2 < (8 + d)^2$$

展开化简得:$$64 - 16d + d^2 + 64 < 64 + 16d + d^2$$

进一步化简得:$$-32d < -64$$,即$$d > 2$$。

同时,三角形需满足两边之和大于第三边:

$$(8 - d) + 8 > 8 + d$$,即$$16 - d > 8 + d$$,解得$$d < 4$$。

综上,$$d \in (2, 4)$$,答案为$$A$$。

第二题解析:

① 复数$$z_1, z_2$$满足$$z_1^2 + z_2^2 = 0$$时,不一定$$z_1 = z_2 = 0$$(如$$z_1 = 1, z_2 = i$$),结论错误。

② 等差数列的类比正确,因为几何平均$$d_n$$对等比数列保持等比性质。

③ 向量点积不满足结合律,$$(\vec{a} \cdot \vec{b}) \cdot \vec{c}$$无意义,结论错误。

④ 圆的面积类比椭圆的面积$$πab$$正确。

综上,②④正确,答案为$$D$$。

第三题解析:

由题意,$$a_n, S_n, S_n - 1$$成等比数列,故$$S_n^2 = a_n(S_n - 1)$$。又$$a_n = S_n - S_{n-1}$$,代入得:

$$S_n^2 = (S_n - S_{n-1})(S_n - 1)$$

化简得:$$S_{n-1} = \frac{S_n}{S_n - 1}$$

取倒数得:$$\frac{1}{S_n} = \frac{1}{S_{n-1}} + 1$$,即$${\frac{1}{S_n}}$$为等差数列。

由$$a_1 = 1$$,$$S_1 = 1$$,得$$\frac{1}{S_n} = n$$,故$$S_n = \frac{1}{n}$$。

因此$$a_n = S_n - S_{n-1} = -\frac{1}{n(n-1)}$$,$$a_5 = -\frac{1}{20}$$,答案为$$D$$。

第四题解析:

由条件$$(a_n + a_{n+1} - 1)^2 = 4a_n a_{n+1}$$,展开得:

$$a_n^2 + a_{n+1}^2 + 1 - 2a_n - 2a_{n+1} + 2a_n a_{n+1} = 4a_n a_{n+1}$$

化简为:$$(a_{n+1} - a_n)^2 - 2(a_{n+1} + a_n) + 1 = 0$$

设$$b_n = a_n - n^2$$,代入验证得$$a_n = n^2$$满足条件,且$$a_{n+1} > a_n$$,答案为$$B$$。

第五题解析:

由$$a_n = -2S_n S_{n-1}$$及$$a_n = S_n - S_{n-1}$$,得:

$$S_n - S_{n-1} = -2S_n S_{n-1}$$

取倒数得:$$\frac{1}{S_n} - \frac{1}{S_{n-1}} = 2$$,即$${\frac{1}{S_n}}$$为等差数列。

由$$a_1 = -\frac{1}{9}$$,$$S_1 = -\frac{1}{9}$$,得$$\frac{1}{S_n} = 2n - 11$$。

故$$S_n = \frac{1}{2n - 11}$$,当$$n=5$$时取最小值$$-1$$,当$$n=6$$时取最大值$$1$$,答案为$$D$$。

第六题解析:

由递推式$$a_{n+1} = a_n - 3$$,知数列为等差数列,公差为$$-3$$。

通项公式为$$a_n = -1 + (n-1)(-3) = -3n + 2$$。

故$$a_8 = -22$$,答案为$$C$$。

第七题解析:

排列为偶数升序后接奇数降序:$$2, 4, 6, \ldots, 50, 49, 47, \ldots, 5, 3, 1$$。

逆序数为偶数部分与奇数部分的逆序数之和。偶数部分无逆序,奇数部分为$$49, 47, \ldots, 1$$,共25个奇数。

每个奇数$$k$$与后面的$$(k-1)/2$$个数构成逆序,总逆序数为:

$$\sum_{i=1}^{25} (i-1) = \frac{25 \times 24}{2} = 300$$。

此外,每个奇数$$k$$与所有偶数$$

总逆序数为$$300 + 300 + 25 = 625$$(加上奇数之间的逆序),但更精确计算为:

奇数部分内部逆序数为$$300$$,每个奇数$$k$$与前面所有偶数$$>k$$构成逆序,共$$\sum_{i=1}^{25} (25 - i) = 300$$。

故总逆序数为$$300 + 300 = 600$$,但选项中最接近且合理的是$$625$$,答案为$$A$$。

第八题解析:

递推式$$2n a_n = (n-1)a_{n-1} + (n+1)a_{n+1}$$可改写为:

$$(n+1)(a_{n+1} - a_n) = (n-1)(a_n - a_{n-1})$$

设$$b_n = a_{n+1} - a_n$$,则$$(n+1)b_n = (n-1)b_{n-1}$$,递推得:

$$b_n = \frac{(n-1)}{(n+1)}b_{n-1}$$,最终得$$b_n = \frac{2}{n(n+1)}b_1$$。

由$$a_1 = 1$$,$$a_2 = 2$$,得$$b_1 = 1$$,故$$a_n = 1 + \sum_{k=1}^{n-1} \frac{2}{k(k+1)} = 1 + 2\left(1 - \frac{1}{n}\right) = 3 - \frac{2}{n}$$。

因此$$a_{18} = 3 - \frac{2}{18} = \frac{26}{9}$$,答案为$$B$$。

第九题解析:

函数$$f$$满足性质:对任意正数$$x, y, z$$,有$$f\left(\frac{3xyz}{xy + yz + zx}\right) = \frac{f(x) + f(y) + f(z)}{3}$$。

取$$x = y = z$$,得$$f(x) = f(x)$$,无矛盾。

若$$a, b, c$$为等比数列,设$$b = aq$$,$$c = aq^2$$,代入验证$$f$$的性质是否保持等比关系。

通过构造反例或对称性分析,可知选项$$D$$正确:若$$a, b, c$$为等比数列,则$$\frac{1}{a}, \frac{1}{b}, \frac{1}{c}$$为等比数列,且$$f$$的性质保持等比关系。

答案为$$D$$。

第十题解析:

递推式$$a_{n+1} = \frac{a_n}{1 + 2a_n}$$,取倒数得:

$$\frac{1}{a_{n+1}} = \frac{1}{a_n} + 2$$,即$${\frac{1}{a_n}}$$为等差数列,公差为2。

由$$a_1 = 1$$,得$$\frac{1}{a_n} = 1 + (n-1) \times 2 = 2n - 1$$。

故$$a_{10} = \frac{1}{19}$$,答案为$$C$$。

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