格物学 第四章 数列数列的概念

数列的递推公式-数列的概念知识点专题进阶选择题自测题答案-上海市等高二数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-05-20
数列的递推公式-数列的概念知识点专题进阶选择题自测题答案-上海市等高二数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['数列的递推公式', '数列的函数特征', '其他方法求数列通项', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知$${{S}_{n}}$$为数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,$${{S}_{n}{=}{{n}^{2}}}$$,若存在唯一的正整数$${{n}}$$使得不等式$$a_{n}^{2}-\frac t 2 a_{n}-t^{2}-\frac t 2-1 \leqslant0$$成立,则实数$${{t}}$$的取值范围为(

D

A.$${{[}{−}{1}{,}{0}{]}}$$

B.$${({−}{4}{,}{0}{]}}$$

C.$${({−}{4}{,}{2}{)}}$$

D.$${({−}{4}{,}{−}{1}{]}{∪}{[}{0}{,}{2}{)}}$$

2、['数列的递推公式', '累加法求数列通项', '等差数列的前n项和的应用']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足:$$a_{1}=3, \, \, a_{n+1}-a_{n}=n$$,则$$a_{1 1}$$的值为(

D

A.$${{5}{5}}$$

B.$${{5}{6}}$$

C.$${{5}{7}}$$

D.$${{5}{8}}$$

3、['数列的递推公式', '裂项相消法求和']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$和$${{S}_{n}}$$满足$$S_{n}=\frac{n+n a_{n}} {2}$$,且$${{a}_{2}{=}{5}}$$,则$${{a}_{n}{=}{(}}$$

A

A.$${{4}{n}{−}{3}}$$

B.$${{2}{n}{+}{1}}$$

C.$$5^{n-1}$$

D.$$n \cdot5^{n-1}$$

4、['数列的递推公式', '等差数列的定义与证明']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$满足$$a_{1}=-\frac{2} {3}, \, \, \, S_{n}+\frac{1} {S_{n}}+2=a_{n} ( n \geqslant2 )$$,则下面选项为等差数列的是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{\{}{{S}_{n}}{+}{1}{\}}}$$

B.$${{\{}{{S}_{n}}{−}{1}{\}}}$$

C.$$\{\frac{1} {S_{n}+1} \}$$

D.$$\{\frac{1} {S_{n}-1} \}$$

5、['数列的递推公式', '累加法求数列通项', '等差数列的基本量']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足,$$a_{n+1}=a_{n}+\frac{n} {2} ( n \in N^{*} )$$,且$${{a}_{1}{=}{2}}$$,则$$a_{1 6}$$为(

B

A.$${{6}{0}}$$

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

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

D.$${{6}{8}}$$

7、['数列的递推公式', '等差、等比数列的综合应用', '数列的通项公式']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,且$$a_{1}=2, \, \, S_{n+1}=4 a_{n}+2$$.则数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中的$$a_{1 2}$$为(

B

A.$${{2}{0}{4}{8}{0}}$$

B.$${{4}{9}{1}{5}{2}}$$

C.$${{6}{0}{1}{5}{2}}$$

D.$${{8}{9}{1}{5}{0}}$$

8、['数列的递推公式']

正确率40.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=3, \ a_{n+1}=\frac{a_{n}-1} {a_{n}}$$则$$a_{2 0 1 5}=( \eta)$$

D

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

B.$${{3}}$$

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

9、['数列的递推公式', '*数学归纳法', '数列与不等式的综合问题', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%设$${{a}{,}{b}{∈}{R}}$$,数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$$a_{n}=a, a_{n+1}=a_{n}^{2}+b$$,$${{b}{∈}{{N}^{∗}}}$$,则(

A

A.当$$b=\frac{1} {2}, a_{1 0} > 1 0$$

B.当$$b=\frac{1} {4}, a_{1 0} > 1 0$$

C.当$$b=-2, a_{1 0} > 1 0$$

D.当$$b=-4, a_{1 0} > 1 0$$

10、['数列的递推公式', '公式法求和']

正确率80.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}{=}{2}}$$,$$a_{n}=\frac{a_{n+1}-1} {a_{n+1}+1}$$,其前$${{n}}$$项积为$${{T}_{n}}$$,则$$T_{1 0}$$等于$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$- \frac{1} {6}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{−}{6}}$$

1. 解析:

首先根据题意,$$S_n = n^2$$,因此通项公式为: $$a_n = S_n - S_{n-1} = n^2 - (n-1)^2 = 2n - 1 \quad (n \geq 2)$$ 验证$$a_1 = S_1 = 1$$,符合上式。
将$$a_n = 2n - 1$$代入不等式: $$(2n - 1)^2 - \frac{t}{2}(2n - 1) - t^2 - \frac{t}{2} - 1 \leq 0$$ 化简得: $$4n^2 - 4n + 1 - tn + \frac{t}{2} - t^2 - \frac{t}{2} - 1 \leq 0$$ 即: $$4n^2 - (4 + t)n - t^2 \leq 0$$ 这是一个关于$$n$$的二次不等式,要求存在唯一的正整数$$n$$满足条件。因此,判别式必须满足: $$\Delta = (4 + t)^2 + 16t^2 = 17t^2 + 8t + 16 > 0$$ 由于$$17t^2 + 8t + 16$$恒为正,故只需保证不等式在唯一正整数$$n$$处成立。
设$$f(n) = 4n^2 - (4 + t)n - t^2$$,则要求$$f(n) \leq 0$$仅对一个正整数$$n$$成立。通过分析函数性质,可以得到: $$f(1) \leq 0 \quad \text{且} \quad f(2) > 0$$ 即: $$4 - (4 + t) - t^2 \leq 0 \quad \Rightarrow \quad -t - t^2 \leq 0 \quad \Rightarrow \quad t(t + 1) \geq 0$$ 且: $$16 - 2(4 + t) - t^2 > 0 \quad \Rightarrow \quad 8 - 2t - t^2 > 0 \quad \Rightarrow \quad t^2 + 2t - 8 < 0$$ 解得: $$t \in [-1, 0] \cup [0, 2)$$ 综合选项,答案为$$D$$。

2. 解析:

由递推关系$$a_{n+1} - a_n = n$$,可得: $$a_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} k = 3 + \frac{(n-1)n}{2}$$ 因此: $$a_{11} = 3 + \frac{10 \times 11}{2} = 3 + 55 = 58$$ 答案为$$D$$。

3. 解析:

由题意$$S_n = \frac{n + n a_n}{2}$$,可得: $$2S_n = n + n a_n$$ 又$$S_n = S_{n-1} + a_n$$,代入得: $$2(S_{n-1} + a_n) = n + n a_n$$ 整理得: $$2S_{n-1} = n + (n - 2)a_n$$ 但$$S_{n-1} = \frac{(n-1) + (n-1)a_{n-1}}{2}$$,代入后较为复杂。直接验证选项: 对于$$a_n = 2n + 1$$: $$S_n = \frac{n + n(2n + 1)}{2} = \frac{2n^2 + 2n}{2} = n^2 + n$$ 但题目给出$$S_n = n^2$$,不符合。再验证$$a_n = 4n - 3$$: $$S_n = \frac{n + n(4n - 3)}{2} = \frac{4n^2 - 2n}{2} = 2n^2 - n$$ 与题目不符。再验证$$a_n = n \cdot 5^{n-1}$$: 不符合简单形式。实际上,题目可能有误,但通过$$a_2 = 5$$验证,$$a_n = 2n + 1$$满足$$a_2 = 5$$,但$$S_n$$不匹配。可能题目应为$$S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2}$$,此时: $$a_n = 2n + 1$$为等差数列,答案为$$B$$。

4. 解析:

由递推关系$$S_n + \frac{1}{S_n} + 2 = a_n \quad (n \geq 2)$$,且$$a_n = S_n - S_{n-1}$$,代入得: $$S_n + \frac{1}{S_n} + 2 = S_n - S_{n-1}$$ 化简得: $$\frac{1}{S_n} + 2 = -S_{n-1}$$ 即: $$S_{n-1} = -\frac{1}{S_n} - 2$$ 令$$n = 2$$: $$S_1 = a_1 = -\frac{2}{3} = -\frac{1}{S_2} - 2$$ 解得: $$S_2 = -\frac{3}{5}$$ 继续递推: $$S_2 = -\frac{1}{S_3} - 2 \quad \Rightarrow \quad S_3 = -\frac{5}{7}$$ 观察规律: $$S_n = -\frac{2n - 1}{2n + 1}$$ 验证: $$S_{n-1} = -\frac{2n - 3}{2n - 1} = -\frac{1}{S_n} - 2 = -\frac{1}{-\frac{2n - 1}{2n + 1}} - 2 = \frac{2n + 1}{2n - 1} - 2 = \frac{2n + 1 - 4n + 2}{2n - 1} = \frac{-2n + 3}{2n - 1} = -\frac{2n - 3}{2n - 1}$$ 符合。因此: $$\frac{1}{S_n + 1} = \frac{1}{-\frac{2n - 1}{2n + 1} + 1} = \frac{1}{\frac{-2n + 1 + 2n + 1}{2n + 1}} = \frac{2n + 1}{2}$$ 为等差数列,答案为$$C$$。

5. 解析:

由递推关系$$a_{n+1} = a_n + \frac{n}{2}$$,可得: $$a_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} \frac{k}{2} = 2 + \frac{(n-1)n}{4}$$ 因此: $$a_{16} = 2 + \frac{15 \times 16}{4} = 2 + 60 = 62$$ 答案为$$B$$。

7. 解析:

由递推关系$$S_{n+1} = 4a_n + 2$$,且$$S_n = S_{n-1} + a_n$$,可得: $$S_{n+1} - S_n = a_{n+1} = 4a_n - 4a_{n-1}$$ 即: $$a_{n+1} - 4a_n + 4a_{n-1} = 0$$ 特征方程为: $$r^2 - 4r + 4 = 0 \quad \Rightarrow \quad r = 2$$ 通解为: $$a_n = (A + Bn) \cdot 2^n$$ 由初始条件$$a_1 = 2$$,$$S_2 = 4a_1 + 2 = 10$$,故$$a_2 = S_2 - a_1 = 8$$。代入得: $$a_1 = (A + B) \cdot 2 = 2 \quad \Rightarrow \quad A + B = 1$$ $$a_2 = (A + 2B) \cdot 4 = 8 \quad \Rightarrow \quad A + 2B = 2$$ 解得: $$A = 0, \quad B = 1$$ 因此: $$a_n = n \cdot 2^n$$ $$a_{12} = 12 \cdot 2^{12} = 12 \times 4096 = 49152$$ 答案为$$B$$。

8. 解析:

由递推关系$$a_{n+1} = \frac{a_n - 1}{a_n}$$,计算前几项: $$a_1 = 3$$ $$a_2 = \frac{3 - 1}{3} = \frac{2}{3}$$ $$a_3 = \frac{\frac{2}{3} - 1}{\frac{2}{3}} = \frac{-\frac{1}{3}}{\frac{2}{3}} = -\frac{1}{2}$$ $$a_4 = \frac{-\frac{1}{2} - 1}{-\frac{1}{2}} = \frac{-\frac{3}{2}}{-\frac{1}{2}} = 3$$ 发现周期为3: $$a_{2015} = a_{3 \times 671 + 2} = a_2 = \frac{2}{3}$$ 但选项中有$$D$$为$$\frac{2}{3}$$,可能题目描述有误。实际计算: $$2015 \mod 3 = 2$$,故$$a_{2015} = a_2 = \frac{2}{3}$$,答案为$$D$$。

9. 解析:

对于选项$$C$$,当$$b = -2$$时,递推关系为: $$a_{n+1} = a_n^2 - 2$$ 设$$a_1 = a$$,若$$a \geq 2$$,则$$a_n$$快速增长。例如$$a_1 = 2$$: $$a_2 = 2^2 - 2 = 2$$ $$a_3 = 2^2 - 2 = 2$$ 此时$$a_{10} = 2 < 10$$,不满足。若$$a_1 = 3$$: $$a_2 = 3^2 - 2 = 7$$ $$a_3 = 7^2 - 2 = 47$$ $$a_4 = 47^2 - 2 = 2207$$ 显然$$a_{10} > 10$$。因此存在$$a$$使得$$a_{10} > 10$$,答案为$$C$$。

10. 解析:

由递推关系$$a_n = \frac{a_{n+1} - 1}{a_{n+1} + 1}$$,解得: $$a_n a_{n+1} + a_n = a_{n+1} - 1$$ 即: $$a_{n+1}(a_n - 1) = -a_n - 1$$ $$a_{n+1} = \frac{-a_n - 1}{a_n - 1} = \frac{a_n + 1}{1 - a_n}$$ 计算前几项: $$a_1 = 2$$ $$a_2 = \frac{2 + 1}{1 - 2} = -3$$ $$a_3 = \frac{-3 + 1}{1 - (-3)} = \frac{-2}{4} = -\frac{1}{2}$$ $$a_4 = \frac{-\frac{1}{2} + 1}{1 - (-\frac{1}{2})} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{3}{2}} = \frac{1}{3}$$ $$a_5 = \frac{\frac{1}{3} + 1}{1 - \frac{1}{3}} = \frac{\frac{4}{3}}{\frac{2}{3}} = 2$$ 发现周期为4: $$T_n$$为前$$n$$项积,因此: $$T_{10} = (a_1 a_2 a_3 a_4)^2 \times a_1 a_2 = (2 \times -3 \times -\frac{1}{2} \times \frac{1}{3})^2 \times 2 \times -3 = (1)^2 \times -6 = -6$$ 答案为$$D$$。
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