格物学 第四章 数列数列的概念

数列的前n项和-数列的概念知识点考前进阶自测题解析-海南省等高二数学选择必修,平均正确率48.0%

2025-05-11
数列的前n项和-数列的概念知识点考前进阶自测题解析-海南省等高二数学选择必修,平均正确率48.0%
1、['数列的前n项和', '等差数列的通项公式', '两角和与差的正切公式']

正确率40.0%设等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的公差为$$\frac{\pi} {9},$$前$${{8}}$$项和为$${{6}{π}}$$,记$$\operatorname{t a n} \frac{\pi} {9}=k,$$则数列$$\{\operatorname{t a n} a_{n} \operatorname{t a n} a_{n+1} \}$$的前$${{7}}$$项和是(

C

A.$$\frac{7 k^{2}-3} {k^{2}-1}$$

B.$$\frac{3-7 k^{2}} {k^{2}-1}$$

C.$$\frac{1 1-7 k^{2}} {k^{2}-1}$$

D.$$\frac{7 k^{2}-1 1} {k^{2}-1}$$

2、['数列的前n项和', '数列的函数特征', '特殊角的三角函数值', '数列的通项公式']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式为$$a_{n}=\mathrm{c o s} \frac{n \pi} {2}, n \in N^{*}$$,其前$${{n}}$$项和为$$S_{n}, \mathbb{H} \, S_{2 0 1 7}=\c4$$

D

A.$${{1}{0}{0}{8}}$$

B.$${{−}{{1}{0}{0}{8}}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{0}}$$

3、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '裂项相消法求和', '数列的通项公式']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}{+}{2}{{a}_{2}}{+}{3}{{a}_{3}}{+}{…}{+}{n}{{a}_{n}}{=}{n}{(}{n}{∈}{{N}^{∗}}{)}{,}}$$若$$b_{n}=a_{n} \cdot a_{n+2},$$则数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$的前$${{1}{0}}$$项和为(

D

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

B.$$\frac{1 1} {2 4}$$

C.$$\frac{1 7 5} {1 3 2}$$

D.$$\frac{1 7 5} {2 6 4}$$

4、['数列的前n项和', '数列的递推公式']

正确率60.0%在数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$$a_{1}=1, \, \, a_{2}=2, \, \, a_{n+2}-a_{n}=1+(-1 )^{n},$$那么$$S_{1 0 0}$$的值为(

B

A.$${{2}{5}{0}{0}}$$

B.$${{2}{6}{0}{0}}$$

C.$${{2}{7}{0}{0}}$$

D.$${{2}{8}{0}{0}}$$

5、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '裂项相消法求和', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知数列{$${{a}_{n}}$$}和{$${{b}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和分别为$${{S}_{n}}$$和$${{T}_{n}{,}}$$且$${{a}_{n}{>}{0}{,}{6}{{S}_{n}}{=}{{a}^{2}_{n}}{+}{3}{{a}_{n}}{−}{4}{(}{n}{∈}{{N}^{∗}}{)}{,}}$$$$b_{n}=\frac{1} {( a_{n}-1 ) ( a_{n+1}-1 )},$$若对任意的$${{n}{∈}{{N}^{∗}}{,}{k}{>}{{T}_{n}}}$$恒成立,则$${{k}}$$的最小值为(

B

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

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{1} {9}} \\ \end{array}$$

C.$$\frac1 {1 2}$$

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

6、['数列的前n项和']

正确率60.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}=\frac{2} {3} a_{n}+\frac{1} {3}$$,则$${{a}_{5}{=}{(}}$$

D

A.$${{−}{8}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{−}{{1}{6}}}$$

D.$${{1}{6}}$$

7、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '导数中不等式恒成立与存在性问题']

正确率19.999999999999996%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,对任意$$n \in N^{*}, \, \, S_{n}=\, ( \mathrm{~-~ 1 ~} ) \, \,^{n} a_{n}+\frac{1} {2^{n}}+2 n-6$$,且$$( \mathbf{a}_{n+1}-\boldsymbol{p} ) / ( \mathbf{a}_{n}-\boldsymbol{p} ) / < 0$$恒成立,则实数$${{p}}$$的取值范围是(

A

A.$$( ~-~ \frac{7} {4}, ~ \frac{2 3} {4} )$$

B.$$( ~-\infty, ~ \frac{2 3} {4} )$$

C.$$( \mathbf{\tau}-\mathbf{\frac{7} {4}}, \mathbf{6} )$$

D.$$( \mathit{\Pi-2, \} \frac{2 3} {4} )$$

8、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '数列的函数特征', '并项求和法']

正确率40.0%在数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$${{a}_{1}{=}{1}{,}{{a}_{2}}{=}{2}}$$且$$a_{n+2}=a_{n+1}-a_{n} ( n \in N^{*} )$$,若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{2 0 1 9}=( \textsubscript{\Lambda} )$$

C

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{3}}$$

9、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '数列的函数特征']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式$$a_{n}=1 3-3 n \;, b_{n}=a_{n} \cdot a_{n+1} \cdot a_{n+2}$$,若$${{S}_{n}}$$是数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$前$${{n}}$$项和,则$${{S}_{n}}$$的最大值为(

C

A.$${{2}{8}{0}}$$

B.$${{3}{0}{8}}$$

C.$${{3}{1}{0}}$$

D.$${{3}{2}{0}}$$

10、['数列的前n项和', '分组求和法']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$${{a}_{n}{=}{(}{−}{1}{{)}^{n}}{n}}$$,则$$S_{2 0 1 8}=\alpha$$

B

A.$${{2}{0}{1}{8}}$$

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

C.$${{2}{0}{1}{9}}$$

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

1. 首先,根据等差数列的性质,前8项和为$$6\pi$$,公差为$$\frac{\pi}{9}$$。设首项为$$a_1$$,则: $$S_8 = 8a_1 + \frac{8 \times 7}{2} \times \frac{\pi}{9} = 6\pi$$ 解得$$a_1 = \frac{\pi}{12}$$。因此,通项公式为: $$a_n = \frac{\pi}{12} + (n-1)\frac{\pi}{9} = \frac{(4n-1)\pi}{36}$$ 接下来,计算$$\tan a_n \tan a_{n+1}$$: 利用$$\tan(A+B) = \frac{\tan A + \tan B}{1 - \tan A \tan B}$$,设$$A = a_n$$,$$B = \frac{\pi}{9}$$,则: $$\tan a_{n+1} = \tan\left(a_n + \frac{\pi}{9}\right) = \frac{\tan a_n + k}{1 - k \tan a_n}$$ 因此: $$\tan a_n \tan a_{n+1} = \tan a_n \cdot \frac{\tan a_n + k}{1 - k \tan a_n} = \frac{\tan^2 a_n + k \tan a_n}{1 - k \tan a_n}$$ 进一步化简为: $$\tan a_n \tan a_{n+1} = \frac{1}{k} \left( \frac{\tan a_n + k}{1 - k \tan a_n} - \tan a_n \right) = \frac{\tan a_{n+1} - \tan a_n}{k}$$ 于是,前7项和为: $$\sum_{n=1}^7 \tan a_n \tan a_{n+1} = \frac{1}{k} (\tan a_8 - \tan a_1)$$ 计算$$\tan a_1 = \tan \frac{\pi}{12} = 2 - \sqrt{3}$$,$$\tan a_8 = \tan \frac{31\pi}{36} = \tan \left(\pi - \frac{5\pi}{36}\right) = -\tan \frac{5\pi}{36}$$。 由于$$\frac{5\pi}{36} = \frac{\pi}{9} + \frac{\pi}{36}$$,利用$$\tan$$的加法公式: $$\tan \frac{5\pi}{36} = \frac{k + \tan \frac{\pi}{36}}{1 - k \tan \frac{\pi}{36}}$$ 但直接计算较为复杂,转而利用选项验证。注意到$$k = \tan \frac{\pi}{9}$$,最终结果为: $$\frac{7k^2 - 3}{k^2 - 1}$$ 故选A。

2. 数列$$a_n = \cos \frac{n\pi}{2}$$的周期为4,前4项为: $$a_1 = 0, a_2 = -1, a_3 = 0, a_4 = 1$$ 因此,每4项的和为0。2017除以4余1,故$$S_{2017} = a_1 = 0$$。 故选D。

3. 由题意: $$\sum_{k=1}^n k a_k = n$$ 当$$n \geq 2$$时: $$\sum_{k=1}^{n-1} k a_k = n-1$$ 两式相减得: $$n a_n = 1 \Rightarrow a_n = \frac{1}{n}$$ 验证$$n=1$$时也成立。因此: $$b_n = a_n a_{n+2} = \frac{1}{n(n+2)} = \frac{1}{2}\left(\frac{1}{n} - \frac{1}{n+2}\right)$$ 前10项和为: $$\frac{1}{2}\left(1 + \frac{1}{2} - \frac{1}{11} - \frac{1}{12}\right) = \frac{175}{264}$$ 故选D。

4. 递推关系为: $$a_{n+2} - a_n = 1 + (-1)^n$$ 分奇偶讨论: - 当$$n$$为奇数时,$$a_{n+2} = a_n$$,奇数项均为1。 - 当$$n$$为偶数时,$$a_{n+2} = a_n + 2$$,偶数项构成公差为2的等差数列。 前100项中,奇数项和偶数项各50项。奇数项和为50,偶数项和为: $$2 + 4 + \cdots + 100 = 2550$$ 总和为$$50 + 2550 = 2600$$。 故选B。

5. 由$$6S_n = a_n^2 + 3a_n - 4$$,当$$n=1$$时: $$6a_1 = a_1^2 + 3a_1 - 4 \Rightarrow a_1 = 4$$ 当$$n \geq 2$$时: $$6S_n - 6S_{n-1} = a_n^2 + 3a_n - a_{n-1}^2 - 3a_{n-1}$$ 化简得: $$(a_n - a_{n-1} - 3)(a_n + a_{n-1}) = 0$$ 由于$$a_n > 0$$,故$$a_n - a_{n-1} = 3$$,为等差数列,通项为$$a_n = 3n + 1$$。 因此: $$b_n = \frac{1}{(3n)(3n+3)} = \frac{1}{9}\left(\frac{1}{n} - \frac{1}{n+1}\right)$$ $$T_n = \frac{1}{9}\left(1 - \frac{1}{n+1}\right)$$ 当$$n \to \infty$$时,$$T_n \to \frac{1}{9}$$,故$$k$$的最小值为$$\frac{1}{9}$$。 故选B。

6. 由$$S_n = \frac{2}{3}a_n + \frac{1}{3}$$,当$$n=1$$时: $$a_1 = \frac{2}{3}a_1 + \frac{1}{3} \Rightarrow a_1 = 1$$ 当$$n \geq 2$$时: $$S_n - S_{n-1} = \frac{2}{3}a_n - \frac{2}{3}a_{n-1} = a_n$$ 化简得: $$a_n = -2a_{n-1}$$ 为等比数列,通项为$$a_n = (-2)^{n-1}$$。 因此$$a_5 = (-2)^4 = 16$$。 故选D。

7. 由$$S_n = (-1)^n a_n + \frac{1}{2^n} + 2n - 6$$,当$$n=1$$时: $$a_1 = -a_1 + \frac{1}{2} + 2 - 6 \Rightarrow a_1 = -\frac{7}{4}$$ 当$$n \geq 2$$时: $$S_n - S_{n-1} = (-1)^n a_n - (-1)^{n-1} a_{n-1} + \frac{1}{2^n} - \frac{1}{2^{n-1}} + 2 = a_n$$ 整理得: $$a_n = \frac{(-1)^{n-1} a_{n-1} - \frac{1}{2^n} + 2}{1 + (-1)^n}$$ 分奇偶讨论: - 当$$n$$为偶数时,$$a_n = a_{n-1} - \frac{1}{2^{n-1}} + 4$$ - 当$$n$$为奇数时,$$a_n = -a_{n-1} - \frac{1}{2^n} + 2$$ 通过递推可得数列的极限行为,要求$$\frac{a_{n+1} - p}{a_n - p} < 0$$,解得$$p$$的范围为$$(-\frac{7}{4}, \frac{23}{4})$$。 故选A。

8. 递推关系为$$a_{n+2} = a_{n+1} - a_n$$,前几项为: $$1, 2, 1, -1, -2, -1, 1, 2, \ldots$$ 周期为6。2019除以6余3,故$$S_{2019} = 336 \times (1+2+1-1-2-1) + 1+2+1 = 4$$。 故选C。

9. 通项$$a_n = 13 - 3n$$,当$$n=4$$时$$a_4 = 1$$,$$n=5$$时$$a_5 = -2$$,故$$b_n$$在$$n=4$$时取得最大值: $$b_4 = a_4 a_5 a_6 = 1 \times (-2) \times (-5) = 10$$ $$b_3 = a_3 a_4 a_5 = 4 \times 1 \times (-2) = -8$$ $$b_2 = a_2 a_3 a_4 = 7 \times 4 \times 1 = 28$$ $$b_1 = a_1 a_2 a_3 = 10 \times 7 \times 4 = 280$$ $$S_1 = 280$$,$$S_2 = 280 + (-8) = 272$$,$$S_3 = 272 + 28 = 300$$,$$S_4 = 300 + 10 = 310$$,之后$$S_n$$递减。 故最大值为310。 故选C。

10. 数列$$a_n = (-1)^n n$$,前2018项和为: $$S_{2018} = (-1 + 2) + (-3 + 4) + \cdots + (-2017 + 2018) = 1009$$ 故选B。
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