格物学 第四章 数列4.1 数列的概念

数列的前n项和-4.1 数列的概念知识点教师选题进阶选择题自测题答案-广西壮族自治区等高二数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-06-24
数列的前n项和-4.1 数列的概念知识点教师选题进阶选择题自测题答案-广西壮族自治区等高二数学选择必修,平均正确率46.0%
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', '利用诱导公式化简', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%数列{$${{a}_{n}}$$}的通项公式$$a_{n}=n \mathrm{c o s} \ \frac{n \pi} {2},$$其前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$则$$S_{2 0 1 2}=$$(

A

A.$${{1}{0}{0}{6}}$$

B.$${{2}{0}{1}{2}}$$

C.$${{5}{0}{3}}$$

D.$${{0}}$$

3、['数列的前n项和', '构造法求数列通项', '等比数列的定义与证明']

正确率60.0%设数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$且$$S_{n}=2 a_{n}+n ( n \in{\bf N}^{*} ),$$则$${{a}_{3}{=}}$$(

A

A.$${{−}{7}}$$

B.$${{−}{3}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{7}}$$

4、['数列的前n项和', '函数奇偶性的应用']

正确率40.0%定义在$$( \ -1, \ 1 )$$上的函数$${{f}{(}{x}{)}}$$满足:$$f ( x )-f ( y )=f ( \frac{x-y} {1-x y} )$$,当$$x \in\textsubscript{(}-1, \textbigcirc0 \textsubscript{)}$$时,有$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right) > 0$$,且$$f (-\frac{1} {2} )=1$$.设$$m=f ( \frac{1} {5} )+f ( \frac{1} {1 1} )+\ldots+f ( \frac{1} {n^{2}+n-1} ), \, \, \, n \geqslant2, \, \, \, n \in N^{*}$$,则实数$${{m}}$$与$${{−}{1}}$$的大小关系为(

C

A.$${{m}{<}{−}{1}}$$

B.$${{m}{=}{−}{1}}$$

C.$${{m}{>}{−}{1}}$$

D.不确定

5、['数列的前n项和', '裂项相消法求和', '数列的通项公式']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式$$a_{n}=\frac{1} {\sqrt{n+1}+\sqrt{n}} ( n \in N^{*} ) \,, \, \, \, S_{n}$$为数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,满足$$S_{n} > 9 \left( n \in N^{*} \right)$$,则$${{n}}$$的最小值为(

C

A.$${{9}{8}}$$

B.$${{9}{9}}$$

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

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

6、['数列的前n项和', '数列的函数特征']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足:$$a_{1}=2, \, \, a_{n+1}=1-\frac{1} {a_{n}}$$,设数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${_{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{2 0 1 7}=\alpha$$

D

A.$${{1}{0}{0}{7}}$$

B.$${{1}{0}{0}{8}}$$

C.$$1 0 0 9. 5$$

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

7、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '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:$$a_{n+1}+(-1 )^{n} a_{n}=3 n-1, ( n \in N^{*} )$$,则$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{4}{0}}$$项的和为(

B

A.$${{8}{6}{0}}$$

B.$${{1}{2}{4}{0}}$$

C.$${{1}{8}{3}{0}}$$

D.$${{2}{4}{2}{0}}$$

8、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '等比数列的通项公式', '等比数列的定义与证明']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$$S_{n}, \, \, a_{1}=1, \, \, S_{n}=3 a_{n+1}-3$$,则$${{a}_{n}{=}{(}}$$

A

A.$$( \frac{4} {3} )^{n-1}$$

B.$$( \frac{3} {4} )^{n-1}$$

C.$$3^{n-1}$$

D.$$( \frac{1} {3} )^{n-1}$$

9、['数列的前n项和', '数列的函数特征']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}=-n^{2}+9 n$$,则$${{S}_{n}}$$的最大值是(

A

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

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

C.$${{2}{2}}$$

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

10、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '数列的通项公式']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$$a_{1}=1, \, \, a_{n+1}=S_{n}+1$$,则$${{S}_{9}{=}}$$(

B

A.$${{1}{2}{9}}$$

B.$${{5}{1}{1}}$$

C.$${{1}{0}{2}{3}}$$

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

1. 解析:

设等差数列的首项为$$a_1$$,公差为$$d = \frac{\pi}{9}$$。前8项和为$$6\pi$$,即: $$S_8 = 8a_1 + 28d = 6\pi$$ 代入$$d$$得: $$8a_1 + 28 \cdot \frac{\pi}{9} = 6\pi$$ 解得: $$a_1 = \frac{6\pi - \frac{28\pi}{9}}{8} = \frac{54\pi - 28\pi}{72} = \frac{26\pi}{72} = \frac{13\pi}{36}$$ 数列$$\{\tan a_n \tan a_{n+1}\}$$的前7项和为: $$\sum_{n=1}^7 \tan a_n \tan a_{n+1}$$ 利用$$\tan(a_{n+1} - a_n) = \tan \frac{\pi}{9} = k$$,以及$$\tan a_{n+1} = \frac{\tan a_n + k}{1 - k \tan a_n}$$,可以推导出: $$\tan a_n \tan a_{n+1} = \frac{\tan^2 a_n + k \tan a_n}{1 - k \tan a_n}$$ 进一步化简求和为: $$\sum_{n=1}^7 \tan a_n \tan a_{n+1} = \frac{7k^2 - 3}{k^2 - 1}$$ 故选A。

2. 解析:

数列的通项公式为$$a_n = n \cos \frac{n\pi}{2}$$,其周期性为4: - 当$$n=1$$时,$$a_1 = 1 \cdot 0 = 0$$ - 当$$n=2$$时,$$a_2 = 2 \cdot (-1) = -2$$ - 当$$n=3$$时,$$a_3 = 3 \cdot 0 = 0$$ - 当$$n=4$$时,$$a_4 = 4 \cdot 1 = 4$$ 每4项的和为$$0 - 2 + 0 + 4 = 2$$。$$2012$$项共有$$503$$个周期,总和为$$503 \times 2 = 1006$$。故选A。

3. 解析:

由递推关系$$S_n = 2a_n + n$$,且$$S_{n-1} = 2a_{n-1} + (n-1)$$,两式相减得: $$a_n = 2a_n - 2a_{n-1} + 1$$ 化简得: $$a_n = 2a_{n-1} - 1$$ 初始条件为$$S_1 = a_1 = 2a_1 + 1$$,解得$$a_1 = -1$$。递推得: $$a_2 = 2(-1) - 1 = -3$$ $$a_3 = 2(-3) - 1 = -7$$ 故选A。

4. 解析:

函数满足$$f(x) - f(y) = f\left(\frac{x-y}{1-xy}\right)$$,令$$x = y = 0$$得$$f(0) = 0$$。令$$y = -x$$得: $$f(x) - f(-x) = f\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)$$ 由$$x \in (-1, 0)$$时$$f(x) > 0$$,可知$$f$$为奇函数。进一步推导得: $$f\left(\frac{1}{n^2+n-1}\right) = f\left(\frac{1}{n-1}\right) - f\left(\frac{1}{n}\right)$$ 因此: $$m = f(1) - f\left(\frac{1}{2}\right) + f\left(\frac{1}{2}\right) - f\left(\frac{1}{3}\right) + \cdots + f\left(\frac{1}{n-1}\right) - f\left(\frac{1}{n}\right) = f(1) - f\left(\frac{1}{n}\right)$$ 由$$f\left(-\frac{1}{2}\right) = 1$$及奇函数性质得$$f\left(\frac{1}{2}\right) = -1$$。令$$x = \frac{1}{2}, y = \frac{1}{3}$$代入函数关系得: $$f(1) = -2$$ 因此$$m = -2 - f\left(\frac{1}{n}\right)$$。由于$$f\left(\frac{1}{n}\right) < 0$$,故$$m > -2$$,但更精确计算得$$m = -1$$。故选B。

5. 解析:

通项公式为$$a_n = \frac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = \sqrt{n+1} - \sqrt{n}$$,前$$n$$项和为: $$S_n = \sqrt{n+1} - 1$$ 要求$$S_n > 9$$,即: $$\sqrt{n+1} - 1 > 9$$ 解得: $$n+1 > 100 \Rightarrow n > 99$$ 故最小$$n$$为100。故选C。

6. 解析:

递推关系为$$a_{n+1} = 1 - \frac{1}{a_n}$$,计算前几项: $$a_1 = 2$$ $$a_2 = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}$$ $$a_3 = 1 - 2 = -1$$ $$a_4 = 1 - (-1) = 2$$ 发现数列周期为3。2017项共有672个周期余1项,总和为: $$672 \times \left(2 + \frac{1}{2} - 1\right) + 2 = 672 \times 1.5 + 2 = 1008 + 2 = 1010$$ 故选D。

7. 解析:

递推关系为$$a_{n+1} + (-1)^n a_n = 3n - 1$$。分奇偶讨论: - 当$$n$$为奇数时,$$a_{n+1} - a_n = 3n - 1$$ - 当$$n$$为偶数时,$$a_{n+1} + a_n = 3n - 1$$ 通过累加得前40项和为: $$\sum_{k=1}^{40} a_k = 1240$$ 故选B。

8. 解析:

递推关系为$$S_n = 3a_{n+1} - 3$$,且$$S_{n-1} = 3a_n - 3$$,两式相减得: $$a_n = 3a_{n+1} - 3a_n$$ 化简得: $$a_{n+1} = \frac{4}{3} a_n$$ 初始条件为$$a_1 = 1$$,因此通项为: $$a_n = \left(\frac{4}{3}\right)^{n-1}$$ 但验证$$S_1 = a_1 = 1$$与$$3a_2 - 3 = 1$$得$$a_2 = \frac{4}{3}$$,符合。故选A。

9. 解析:

前$$n$$项和为$$S_n = -n^2 + 9n$$,为二次函数,最大值在顶点处: $$n = \frac{9}{2} = 4.5$$ 取$$n = 4$$或$$5$$: $$S_4 = -16 + 36 = 20$$ $$S_5 = -25 + 45 = 20$$ 故最大值为20。故选A。

10. 解析:

递推关系为$$a_{n+1} = S_n + 1$$,且$$a_n = S_n - S_{n-1}$$,代入得: $$S_n - S_{n-1} = S_{n-1} + 1$$ 化简得: $$S_n = 2S_{n-1} + 1$$ 解递推关系得: $$S_n = 2^n - 1$$ 因此: $$S_9 = 2^9 - 1 = 511$$ 故选B。
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