格物学 第四章 数列4.2 等差数列

等差中项-4.2 等差数列知识点专题进阶选择题自测题解析-四川省等高二数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-06-05
等差中项-4.2 等差数列知识点专题进阶选择题自测题解析-四川省等高二数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['余弦定理及其应用', '等差中项', '特殊角的三角函数值', '利用基本不等式求最值']

正确率60.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$的三边$$a, ~ b, ~ c$$的对角分别为$$A, ~ B, ~ C$$,若$${{B}}$$是$${{A}}$$与$${{C}}$$的等差中项,$${{b}{=}{\sqrt {3}}}$$,则$${{a}{+}{c}}$$的最大值为(

B

A.$${{2}}$$

B.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{3}{\sqrt {3}}}$$

D.$$\sqrt6+\sqrt2$$

2、['等差数列的通项公式', '等差中项', '等比数列的通项公式', '等比中项', '特殊角的三角函数值']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等比数列,数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$是等差数列,若$$a_{4} \cdot a_{8} \cdot a_{9}=-3 \sqrt{3}, \ b_{4}+b_{8}+b_{9}=5 \pi$$,则$$\operatorname{t a n} \frac{b_{4}+b_{1 0}} {a_{3} \cdot a_{1 1}-1}=\c($$$${)}$$

A

A.$${{−}{\sqrt {3}}}$$

B.$${\sqrt {3}}$$

C.$$- \frac{\sqrt3} {3}$$

D.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

3、['正弦定理及其应用', '等差中项', '正弦(型)函数的定义域和值域', '两角和与差的正弦公式']

正确率19.999999999999996%已知$${{△}{A}{B}{C}}$$三内角$$A, ~ B, ~ C$$所对边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,若$$A, ~ B, ~ C$$成等差数列,则(

C

A.$$a+c=2 b$$

B.$$a+c \geqslant2 b$$

C.$$a+c \leq2 b$$

D.$${{a}{+}{c}}$$与$${{2}{b}}$$的大小不能确定

4、['正弦定理及其应用', '等差中项', '同角三角函数的商数关系', '等差数列的性质']

正确率40.0%设$$a, b, c$$分别是$${{Δ}{A}{B}{C}}$$内角$$A, B, C$$的对边,若$$\frac{1} {\operatorname{t a n} A}, \frac{1} {\operatorname{t a n} B}, \frac{1} {\operatorname{t a n} C}$$依次成等差数列,则

B

A.$$a, b, c$$依次成等差数列

B.$$a^{2}, b^{2}, c^{2}$$依次成等差数列

C.$$\sqrt{a}, \sqrt{b}, \sqrt{c}$$依次成等比数列

D.$$a^{2}, b^{2}, c^{2}$$依次成等比数列

5、['等差中项', '空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '等差数列的性质']

正确率40.0%已知向量$$\vec{m} ~=( 1, 2, y )$$垂直,且$$x, \sqrt{3}, y$$成等比数列,则正实数$${{x}{,}{y}}$$的等差中项为(

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{±}{2}}$$

D.$${\sqrt {3}}$$

6、['等差中项', '双曲线的离心率', '等比中项']

正确率60.0%两个正数$${{a}{,}{b}}$$的等差中项是$$\frac{7} {2},$$一个等比中项是$${{2}{\sqrt {3}}{,}}$$且$${{a}{<}{b}{,}}$$则双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1$$的离心率$${{e}}$$等于(

A

A.$$\frac{5} {3}$$

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

C.$$\frac{5} {4}$$

D.$$\frac{3} {4}$$

8、['等差中项', '等差数列的定义与证明']

正确率60.0%已知等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的公差为$${{d}}$$,若$$b_{n}=2^{a_{n}}$$,且$$b_{1}+b_{3}=1 7, \, \, b_{2}+b_{4}=6 8$$,则$${{d}{=}{(}{)}}$$

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

9、['古典概型的概率计算公式', '等差中项', '古典概型的应用', '等差数列的定义与证明', '二项展开式的通项']

正确率40.0%在二项式$$( \sqrt{x}+\frac{1} {2 \sqrt{x}} )^{n}$$的展开式中,前三项的系数成等差数列,把展开式中所有的项重新排成一列,则有理项都不相邻的概率为(

D

A.$$\frac{1} {6}$$

B.$$\frac{1} {4}$$

C.$$\frac{1} {3}$$

D.$$\frac{5} {1 2}$$

10、['等差中项', '等差数列的基本量', '等差数列的性质']

正确率60.0%等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,若$$a_{2}+a_{8}=1 6, \, \, a_{4}=6$$,则公差$${{d}}$$的值是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{0}{2}}$$

1. 由于$$B$$是$$A$$和$$C$$的等差中项,故$$2B = A + C$$。又因为$$A + B + C = \pi$$,所以$$3B = \pi$$,即$$B = \frac{\pi}{3}$$。根据正弦定理:

$$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R$$

其中$$2R = \frac{b}{\sin B} = \frac{\sqrt{3}}{\sin \frac{\pi}{3}} = 2$$。因此$$a + c = 2(\sin A + \sin C)$$。利用和差化积公式:

$$\sin A + \sin C = 2 \sin \left( \frac{A + C}{2} \right) \cos \left( \frac{A - C}{2} \right) = 2 \sin \left( \frac{\pi - B}{2} \right) \cos \left( \frac{A - C}{2} \right) = 2 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \cos \left( \frac{A - C}{2} \right)$$

所以$$a + c = 2 \sqrt{3} \cos \left( \frac{A - C}{2} \right)$$,当$$A = C$$时取得最大值$$2 \sqrt{3}$$。答案为$$B$$。

2. 设等比数列$$\{a_n\}$$的公比为$$q$$,则$$a_4 \cdot a_8 \cdot a_9 = a_1^3 q^{18} = -3 \sqrt{3}$$,解得$$a_1 q^6 = -\sqrt{3}$$。设等差数列$$\{b_n\}$$的公差为$$d$$,则$$b_4 + b_8 + b_9 = 3b_1 + 18d = 5\pi$$,解得$$b_1 + 6d = \frac{5\pi}{3}$$。因此:

$$\tan \frac{b_4 + b_{10}}{a_3 \cdot a_{11} - 1} = \tan \frac{2b_1 + 12d}{(a_1 q^2)(a_1 q^{10}) - 1} = \tan \frac{2 \cdot \frac{5\pi}{3}}{(-\sqrt{3})^2 - 1} = \tan \frac{10\pi}{9} = \tan \left( \pi + \frac{\pi}{9} \right) = \tan \frac{\pi}{9}$$

但题目选项中没有$$\tan \frac{\pi}{9}$$,可能计算有误。重新检查:

注意到$$a_3 \cdot a_{11} = a_7^2 = (a_1 q^6)^2 = 3$$,因此分母为$$3 - 1 = 2$$。分子$$b_4 + b_{10} = 2b_7 = 2 \left( b_1 + 6d \right) = \frac{10\pi}{3}$$。所以:

$$\tan \frac{\frac{10\pi}{3}}{2} = \tan \frac{5\pi}{3} = -\sqrt{3}$$

答案为$$A$$。

3. 由于$$A, B, C$$成等差数列,故$$2B = A + C$$,且$$A + B + C = \pi$$,解得$$B = \frac{\pi}{3}$$。根据余弦定理:

$$b^2 = a^2 + c^2 - 2ac \cos B = a^2 + c^2 - ac$$

由不等式$$a^2 + c^2 \geq 2ac$$,得$$b^2 \geq ac$$。又因为$$(a + c)^2 = a^2 + c^2 + 2ac \leq 3(a^2 + c^2 - ac) = 3b^2$$,所以$$a + c \leq \sqrt{3} b \leq 2b$$(因为$$\sqrt{3} \approx 1.732 < 2$$)。答案为$$C$$。

4. 由题意,$$\frac{2}{\tan B} = \frac{1}{\tan A} + \frac{1}{\tan C}$$。利用$$\frac{1}{\tan \theta} = \cot \theta$$,得:

$$2 \cot B = \cot A + \cot C$$

根据正弦定理和余弦定理,化简得:

$$2 \cdot \frac{a^2 + c^2 - b^2}{4S} = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{4S} + \frac{a^2 + b^2 - c^2}{4S}$$

其中$$S$$为三角形面积。化简后得$$2a^2 + 2c^2 - 2b^2 = 2b^2$$,即$$a^2 + c^2 = 2b^2$$。因此$$a^2, b^2, c^2$$成等差数列。答案为$$B$$。

5. 题目描述不完整,假设向量$$\vec{m} = (1, 2, y)$$与某向量垂直,且$$x, \sqrt{3}, y$$成等比数列。由等比数列性质:

$$(\sqrt{3})^2 = x y \Rightarrow 3 = x y$$

又因为$$\vec{m}$$与某向量垂直,假设与$$\vec{n} = (x, \sqrt{3}, 0)$$垂直,则:

$$\vec{m} \cdot \vec{n} = x + 2\sqrt{3} = 0 \Rightarrow x = -2\sqrt{3}$$

但$$x$$为正实数,矛盾。可能题目描述有误。若假设$$\vec{m}$$与自身垂直,则$$1 + 4 + y^2 = 0$$无解。因此无法确定答案。

6. 由题意:

$$\frac{a + b}{2} = \frac{7}{2} \Rightarrow a + b = 7$$

$$\sqrt{a b} = 2 \sqrt{3} \Rightarrow a b = 12$$

解得$$a = 3$$,$$b = 4$$(因为$$a < b$$)。双曲线的离心率:

$$e = \sqrt{1 + \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 + \frac{16}{9}} = \frac{5}{3}$$

答案为$$A$$。

8. 设$$a_n = a_1 + (n-1)d$$,则$$b_n = 2^{a_n}$$。由题意:

$$b_1 + b_3 = 2^{a_1} + 2^{a_1 + 2d} = 17$$

$$b_2 + b_4 = 2^{a_1 + d} + 2^{a_1 + 3d} = 68$$

设$$2^{a_1} = x$$,$$2^d = y$$,则:

$$x + x y^2 = 17$$

$$x y + x y^3 = 68$$

由第二式得$$x y (1 + y^2) = 68$$,结合第一式$$x (1 + y^2) = 17$$,解得$$y = 4$$,$$x = 1$$。因此$$d = 2$$。答案为$$B$$。

9. 二项式展开的前三项系数为$$1$$,$$\frac{n}{2}$$,$$\frac{n(n-1)}{8}$$。由等差数列性质:

$$2 \cdot \frac{n}{2} = 1 + \frac{n(n-1)}{8} \Rightarrow n = 8$$

展开式共有$$9$$项,有理项为第$$1$$、$$3$$、$$5$$、$$7$$、$$9$$项(共$$5$$项)。不相邻的概率为:

$$\frac{\text{非有理项排列数} \times \text{有理项插入空隙数}}{\text{总排列数}} = \frac{4! \times C(5, 4)}{9!} = \frac{24 \times 5}{362880} = \frac{1}{3024}$$

但选项中没有此答案,可能计算有误。更简单的方法是总排列数为$$9!$$,不相邻的排列数为$$4! \times 5!$$,概率为$$\frac{4! \times 5!}{9!} = \frac{1}{126}$$。仍不匹配选项。可能题目理解有误。

10. 由等差数列性质:

$$a_2 + a_8 = 2a_5 = 16 \Rightarrow a_5 = 8$$

又$$a_4 = 6$$,故公差$$d = a_5 - a_4 = 2$$。答案为$$A$$。

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