格物学 第四章 数列4.1 数列的概念

数列的前n项和-4.1 数列的概念知识点回顾进阶自测题答案-宁夏回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 数列的概念知识点回顾进阶自测题答案-宁夏回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', '利用导数求曲线的切线方程(斜率)', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=e^{x} ( \operatorname{s i n} x+\operatorname{c o s} x ), x \in[-\frac{3 \pi} {2}, \frac{5 \pi} {2} ]$$,过点$$M ( \frac{\pi-1} {2}, 0 )$$作函数$${{f}{(}{x}{)}}$$图像的所有切线,记各切点的横坐标按从小到大构成数列$${{\{}{{x}_{n}}{\}}{,}}$$则数列$${{\{}{{x}_{n}}{\}}}$$的所有项之和的值为(

C

A.$${{π}}$$

B.$$\frac{3} {2} \pi$$

C.$${{2}{π}}$$

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

2、['数列的前n项和', '构造法求数列通项', '数列与不等式的综合问题']

正确率19.999999999999996%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$$S_{n}, ~ a_{1}=1,$$若对任意正整数$${{n}{,}}$$都有$$S_{n+1}=-3 a_{n+1}+a_{n}+3,$$且$$S_{n}+a_{n} > (-1 )^{n} a,$$则实数$${{a}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left(-1, \ \frac{3} {2} \right)$$

B.$$\left(-1, \enspace\frac{5} {2} \right)$$

C.$$\left(-2, \enspace\frac{5} {2} \right)$$

D.$$(-2, \ 3 )$$

3、['数列的前n项和', '等比数列的定义与证明']

正确率60.0%若等比数列{$${{a}_{n}}$$}对于一切$${{n}{∈}{{N}^{∗}}}$$都有$$a_{n+1}=1-\frac{2} {3} S_{n},$$其中$${{S}_{n}}$$是此数列的前$${{n}}$$项和,$$a_{1}=1,$$则其公比$${{q}}$$为(

C

A.$${{1}}$$

B.$$- \frac2 3$$

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

D.$$- \frac{1} {3}$$

4、['数列的前n项和', '数列的递推公式']

正确率60.0%设数列{$${{a}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$若$$S_{n}=3 a_{n}-n,$$则$${{a}_{3}{=}}$$(

C

A.$$\begin{array} {l l} {\underset{\frac{9} {8}}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{1 5} {8}$$

C.$$\frac{1 9} {8}$$

D.$$\frac{2 7} {8}$$

5、['数列的前n项和', '数列的递推公式']

正确率40.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n}+a_{n+1}=\frac{1} {2} ( n \in N^{*} ), \, \, a_{2}=1, \, \, S_{n}$$是$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,则$$S_{2 1}$$的值为(

A

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

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

C.$${{6}}$$

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

6、['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.$${{1}{0}{1}}$$

7、['数列的前n项和', '数列的通项公式']

正确率60.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}=n^{2}-2 n+3$$,则此数列的前$${{3}}$$项依次为(

B

A.$$- 1, ~ 1, ~ 3$$

B.$$2, ~ 1, ~ 3$$

C.$$6, ~ 1, ~ 3$$

D.$$2, ~ 3, ~ 6$$

8、['数列的前n项和', '数列与函数的综合问题']

正确率19.999999999999996%若$$S_{n}=\operatorname{s i n} \frac{\pi} {7}+\operatorname{s i n} \frac{2 \pi} {7}+\operatorname{s i n} \frac{3 \pi} {7}+\cdots+\operatorname{s i n} \frac{n \pi} {7} ( n \in N^{*} )$$,则在$$S_{1}, S_{2}, S_{3}, \cdots, S_{1 0 0}$$中,正数的个数是

C

A.$${{1}{6}}$$个

B.$${{7}{2}}$$个

C.$${{8}{6}}$$个

D.$${{1}{0}{0}}$$个

9、['数列的前n项和', '分组求和法', '数列的通项公式']

正确率60.0%已知$$f \left( \begin{matrix} {n} \\ \end{matrix} \right) \ =\left\{\begin{matrix} {n^{2}, n=2 k-1, k \in N *} \\ {-( n+1 )^{2}, n=2 k, k \in N *} \\ \end{matrix} \right.$$,且$$a_{n}=f \left( \begin{matrix} {n} \\ \end{matrix} \right)+f \left( \begin{matrix} {n+1} \\ \end{matrix} \right)$$,则$$a_{1}+a_{2}+\ldots.+a_{2 0 1 8}=\alpha$$

A

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

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

C.$${{−}{{2}{0}{1}{6}}{×}{{2}{0}{1}{8}}}$$

D.$${{−}{{1}{0}{0}{8}}{×}{{1}{0}{1}{0}}}$$

10、['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%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和记为$$S_{n}, \, \, a_{n+1}=a_{n}-a_{n-1} \, \, ( \, n \in N *, \, \, n \geqslant2 ) \, \, \,, \, \, a_{1}=2 0 1 8, \, \, a_{2}=2 0 1 7$$,则$$S_{1 0 0}=\alpha$$

A

A.$${{2}{0}{1}{6}}$$

B.$${{2}{0}{1}{7}}$$

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

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

1. 首先求函数 $$f(x) = e^x (\sin x + \cos x)$$ 的导数:

$$f'(x) = e^x (\sin x + \cos x) + e^x (\cos x - \sin x) = 2 e^x \cos x$$

设切点为 $$(x_0, f(x_0))$$,切线方程为:

$$y - f(x_0) = f'(x_0)(x - x_0)$$

将点 $$M\left(\frac{\pi - 1}{2}, 0\right)$$ 代入切线方程:

$$0 - e^{x_0} (\sin x_0 + \cos x_0) = 2 e^{x_0} \cos x_0 \left(\frac{\pi - 1}{2} - x_0\right)$$

化简得:

$$\sin x_0 + \cos x_0 = -2 \cos x_0 \left(\frac{\pi - 1}{2} - x_0\right)$$

整理后:

$$\tan x_0 + 1 = -2 \left(\frac{\pi - 1}{2} - x_0\right)$$

解得 $$x_0 = -\frac{3\pi}{4}, \frac{\pi}{4}, \frac{5\pi}{4}$$。因此数列 $$\{x_n\}$$ 的和为:

$$-\frac{3\pi}{4} + \frac{\pi}{4} + \frac{5\pi}{4} = \frac{3\pi}{4}$$

正确答案是 B

2. 由递推关系 $$S_{n+1} = -3 a_{n+1} + a_n + 3$$ 和 $$S_n = S_{n-1} + a_n$$,可得:

$$a_{n+1} = -3 a_{n+1} + a_n + 3 - (-3 a_n + a_{n-1} + 3)$$

化简得:

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

特征方程为 $$4 r^2 - 4 r + 1 = 0$$,解得 $$r = \frac{1}{2}$$(重根)。通解为:

$$a_n = (A + B n) \left(\frac{1}{2}\right)^n$$

由初始条件 $$a_1 = 1$$ 和 $$S_2 = -3 a_2 + a_1 + 3$$,解得 $$A = 4$$,$$B = -2$$。因此:

$$a_n = (4 - 2n) \left(\frac{1}{2}\right)^n$$

求和 $$S_n + a_n > (-1)^n a$$ 对任意 $$n$$ 成立,分析极限情况得 $$a \in \left(-1, \frac{3}{2}\right)$$。

正确答案是 A

3. 由等比数列性质 $$a_{n+1} = q a_n$$ 和 $$S_n = \frac{a_1 (1 - q^n)}{1 - q}$$,代入给定关系:

$$q a_n = 1 - \frac{2}{3} \cdot \frac{1 - q^n}{1 - q}$$

对 $$n = 1$$,有 $$q = 1 - \frac{2}{3} \cdot 1$$,解得 $$q = \frac{1}{3}$$。

验证 $$n = 2$$ 也成立,因此公比 $$q = \frac{1}{3}$$。

正确答案是 C

4. 由递推关系 $$S_n = 3 a_n - n$$ 和 $$S_{n-1} = 3 a_{n-1} - (n - 1)$$,得:

$$a_n = 3 a_n - n - (3 a_{n-1} - n + 1)$$

化简得:

$$a_n = \frac{3}{2} a_{n-1} + \frac{1}{2}$$

解得通解为:

$$a_n = 1 + C \left(\frac{3}{2}\right)^{n-1}$$

由初始条件 $$S_1 = a_1 = 3 a_1 - 1$$,得 $$a_1 = \frac{1}{2}$$,代入得 $$C = -\frac{1}{2}$$。因此:

$$a_3 = 1 - \frac{1}{2} \left(\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{19}{8}$$

正确答案是 C

5. 由递推关系 $$a_n + a_{n+1} = \frac{1}{2}$$ 和 $$a_2 = 1$$,可得:

$$a_1 = \frac{1}{2} - a_2 = -\frac{1}{2}$$

数列周期为 2,奇数项为 $$-\frac{1}{2}$$,偶数项为 $$1$$。因此:

$$S_{21} = 10 \times \left(-\frac{1}{2} + 1\right) + (-\frac{1}{2}) = \frac{11}{2}$$

正确答案是 B

6. 通项 $$a_n = \sqrt{n+1} - \sqrt{n}$$,求和:

$$S_n = \sqrt{n+1} - 1 > 9$$

解得 $$n > 99$$,最小整数 $$n = 100$$。

正确答案是 C

7. 由 $$S_n = n^2 - 2n + 3$$,得:

$$a_1 = S_1 = 2$$
$$a_2 = S_2 - S_1 = 1$$
$$a_3 = S_3 - S_2 = 3$$

前 3 项为 $$2, 1, 3$$。

正确答案是 B

8. 利用正弦函数的周期性和对称性,$$S_n$$ 在 $$n = 1, 2, \ldots, 14$$ 中正数较多,周期为 14。计算前 100 项中有 86 个正数。

正确答案是 C

9. 分奇偶讨论 $$a_n$$:

$$a_{2k-1} = (2k-1)^2 - (2k)^2 = -4k + 1$$
$$a_{2k} = -(2k+1)^2 + (2k)^2 = -4k - 1$$

求和得:

$$\sum_{k=1}^{1009} (a_{2k-1} + a_{2k}) = \sum_{k=1}^{1009} (-8k) = -1009 \times 1011$$

正确答案是 B

10. 递推关系 $$a_{n+1} = a_n - a_{n-1}$$,特征方程为 $$r^2 - r + 1 = 0$$,解得 $$r = e^{\pm i \pi/3}$$。数列周期为 6,且 $$S_6 = 0$$。因此:

$$S_{100} = S_{4} = a_1 + a_2 + a_3 + a_4 = 2018 + 2017 + (-1) + (-2018) = 2016$$

正确答案是 A

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