格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

累加法求数列通项-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶选择题自测题解析-贵州省等高二数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-07-26
累加法求数列通项-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶选择题自测题解析-贵州省等高二数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['累加法求数列通项', '等比数列的定义与证明', '分组求和法']

正确率40.0%已知$${{S}_{n}}$$是数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,且$$a_{1}=a_{2}=1,$$$$a_{n}=2 a_{n-1}+3 a_{n-2} ( n \geqslant3 ),$$则下列结论正确的是(

D

A.数列$$\{a_{n}-a_{n+1} \}$$为等比数列

B.数列$$\{a_{n+1}+2 a_{n} \}$$为等比数列

C.$$S_{4 0}={\frac{1} {4}} ( 3^{2 0}-1 )$$

D.$$a_{n}=\frac{3^{n-1}+(-1 )^{n-1}} {2}$$

2、['数列的递推公式', '累加法求数列通项']

正确率60.0%在数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$$a_{1}=1,$$$$a_{n+1}-a_{n}=\frac{1} {n ( n+1 )},$$则$$a_{2 0 2 3}=$$(

A

A.$$\frac{4 0 4 5} {2 0 2 3}$$

B.$$\frac{4 0 4 3} {2 0 2 2}$$

C.$$\frac{2 0 2 1} {2 0 2 2}$$

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

3、['累加法求数列通项', '等差数列的基本量']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中$$a_{1}=1, \, \, a_{2}=4, \, \, a_{3}=9,$$且$$\{a_{n+1}-a_{n} \}$$是等差数列,则$${{a}_{6}{=}}$$(

A

A.$${{3}{6}}$$

B.$${{3}{7}}$$

C.$${{3}{8}}$$

D.$${{3}{9}}$$

4、['累加法求数列通项', '等比数列前n项和的应用', '数列中的数学文化问题']

正确率40.0%$${{1}{7}{7}{2}}$$年德国的天文学家$${{J}{.}{E}}$$.波得总结并发表了求太阳的行星距离的法则.记地球距离太阳的平均距离为$${{1}{0}{,}}$$可以算得当时已知的六大行星距离太阳的平均距离如下表:

星名 水星 金星 地球 火星 木星 土星
与太阳的距离 $${{4}}$$ $${{7}}$$ $${{1}{0}}$$ $${{1}{6}}$$ $${{5}{2}}$$ $${{1}{0}{0}}$$
除水星外,其余各星与太阳的距离都满足波得定则(某一数列规律),当时德国天文学家提丢斯根据此定则推算,火星和木星之间距离太阳$${{2}{8}}$$处还有一颗大行星$${,{{1}{8}{0}{1}}}$$年,意大利天文学家皮亚齐果然在这个距离上发现了谷神星,此后,天文学家们又在这个距离附近发现许多小行星.请你根据这个定则,从水星开始由近到远算,第$${{1}{0}}$$个行星与太阳的平均距离大约是(

B

A.$${{3}{8}{8}}$$

B.$${{7}{7}{2}}$$

C.$${{1}{5}{4}{0}}$$

D.$${{3}{0}{7}{6}}$$

5、['数列的递推公式', '累加法求数列通项', '等差数列的前n项和的性质']

正确率60.0%已知$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n+1}=a_{n}+2 n$$,且$${{a}_{1}{=}{{3}{3}}}$$,则$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{3}{3}}$$

B.$$\frac{1 3 3} {4}$$

C.$$\frac{1 3 1} {4}$$

D.$$\frac{1 7} {2}$$

6、['数列的递推公式', '累加法求数列通项']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=1, a_{n}=a_{n-1}+n ( n \geqslant2 )$$,则$$a_{n}=( \eta)$$

A

A.$$\frac{n ( n+1 )} {2}$$

B.$$\frac{n ( n-1 )} {2}$$

C.$$\frac{( n+2 ) ( n+1 )} {2}$$

D.$$\frac{( n-1 ) ( n+1 )} {2}$$

7、['数列的递推公式', '累加法求数列通项']

正确率40.0%定义函数$$f ( x )=\{x \bullet\{x \} \}$$,其中$${{\{}{x}{\}}}$$表示不小于$${{x}}$$的最小整数,如$$\{1. 5 \}=2, \, \, \, \{-2. 5 \}=-2,$$当$$x \in( 0, n ], n \in N^{*}$$时,函数$${{f}{(}{x}{)}}$$的值域为$${{A}_{n}}$$,记集合$${{A}_{n}}$$中元素的个数为$${{a}_{n}}$$,则$${{a}_{n}{=}}$$

D

A.$${{n}}$$

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

C.$$\frac{n+1} {2}$$

D.$$\frac{n ( n+1 )} {2}$$

8、['数列的递推公式', '累加法求数列通项', '等比数列前n项和的应用']

正确率60.0%在数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,$${{a}_{1}{=}{1}}$$,对于任意自然数$${{n}}$$,都有$$a_{n+1}=a_{n}+2^{n}$$,则$$a_{1 5}=\langle$$

A

A.$$2^{1 5}-1$$

B.$$2^{1 6}-1$$

C.$$2^{1 6}-2$$

D.$$2^{1 5}-2$$

9、['累加法求数列通项', '裂项相消法求和']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足:$$a_{1}=1, a_{n}=a_{n-1}+\frac{1} {n ( n+1 )} ( n \in N^{*}, n \geqslant2 )$$,则$$a_{2 0}=\langle$$

C

A.$$\frac{1 9} {2 0}$$

B.$$\frac{1 9} {4 2}$$

C.$$\frac{6 1} {4 2}$$

D.$$\frac{9} {2 0}$$

10、['累加法求数列通项', '等差数列的基本量']

正确率40.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,已知$${{a}_{1}{=}{2}}$$,且$$a_{n+1}=a_{n}+2 n+1$$,则$$a_{1 0}=( \eta)$$

D

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

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

C.$${{9}{9}}$$

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

1. 题目解析:

给定递推关系 $$a_n = 2a_{n-1} + 3a_{n-2}$$,初始条件 $$a_1 = a_2 = 1$$。

特征方程为 $$r^2 - 2r - 3 = 0$$,解得 $$r = 3$$ 或 $$r = -1$$。

通解为 $$a_n = A \cdot 3^{n-1} + B \cdot (-1)^{n-1}$$。

代入初始条件:

$$a_1 = A + B = 1$$

$$a_2 = 3A - B = 1$$

解得 $$A = \frac{1}{2}, B = \frac{1}{2}$$。

因此 $$a_n = \frac{3^{n-1} + (-1)^{n-1}}{2}$$,选项 D 正确。

验证选项 B:

$$a_{n+1} + 2a_n = \frac{3^n + (-1)^n}{2} + 2 \cdot \frac{3^{n-1} + (-1)^{n-1}}{2} = \frac{3^n + (-1)^n + 2 \cdot 3^{n-1} + 2 \cdot (-1)^{n-1}}{2}$$

$$= \frac{3^{n-1}(3 + 2) + (-1)^{n-1}(-1 + 2)}{2} = \frac{5 \cdot 3^{n-1} + (-1)^{n-1}}{2}$$

这是一个等比数列,公比为 3,选项 B 正确。

验证选项 C:

$$S_{40} = \sum_{k=1}^{40} \frac{3^{k-1} + (-1)^{k-1}}{2} = \frac{1}{2} \left( \frac{3^{40} - 1}{3 - 1} + \frac{1 - (-1)^{40}}{1 - (-1)} \right) = \frac{1}{4} (3^{40} - 1)$$

选项 C 错误。

验证选项 A:

$$a_n - a_{n+1} = \frac{3^{n-1} + (-1)^{n-1}}{2} - \frac{3^n + (-1)^n}{2} = \frac{-2 \cdot 3^{n-1} + (-1)^{n-1}(1 + 1)}{2} = -3^{n-1} + (-1)^{n-1}$$

这不是等比数列,选项 A 错误。

综上所述,正确答案为 B、D。

2. 题目解析:

给定递推关系 $$a_{n+1} - a_n = \frac{1}{n(n+1)}$$,初始条件 $$a_1 = 1$$。

将递推式改写为 $$a_{n+1} = a_n + \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1}$$。

累加得:

$$a_{2023} = a_1 + \sum_{k=1}^{2022} \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 1 + \left(1 - \frac{1}{2023}\right) = 2 - \frac{1}{2023} = \frac{4045}{2023}$$

正确答案为 A。

3. 题目解析:

已知 $$\{a_{n+1} - a_n\}$$ 是等差数列,设 $$b_n = a_{n+1} - a_n$$。

初始条件:

$$b_1 = a_2 - a_1 = 3$$

$$b_2 = a_3 - a_2 = 5$$

公差 $$d = b_2 - b_1 = 2$$。

因此 $$b_n = 3 + (n-1) \cdot 2 = 2n + 1$$。

累加得:

$$a_6 = a_1 + \sum_{k=1}^5 b_k = 1 + (3 + 5 + 7 + 9 + 11) = 1 + 35 = 36$$

正确答案为 A。

4. 题目解析:

观察行星距离:4, 7, 10, 16, 28, 52, 100。

规律为 $$d_n = 4 + 3 \cdot 2^{n-2}$$(从水星开始,$$n \geq 2$$)。

验证:

$$d_2 = 4 + 3 \cdot 1 = 7$$(金星)

$$d_3 = 4 + 3 \cdot 2 = 10$$(地球)

$$d_4 = 4 + 3 \cdot 4 = 16$$(火星)

$$d_5 = 4 + 3 \cdot 8 = 28$$(谷神星)

$$d_6 = 4 + 3 \cdot 16 = 52$$(木星)

$$d_7 = 4 + 3 \cdot 32 = 100$$(土星)

第 10 个行星的距离:

$$d_{10} = 4 + 3 \cdot 2^8 = 4 + 3 \cdot 256 = 772$$

正确答案为 B。

5. 题目解析:

递推关系 $$a_{n+1} = a_n + 2n$$,初始条件 $$a_1 = 33$$。

累加得:

$$a_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} 2k = 33 + n(n-1)$$

求最小值:

$$a_n = n^2 - n + 33$$,在 $$n = \frac{1}{2}$$ 处取得极小值,但 $$n$$ 为整数,取 $$n = 1$$ 或 $$n = 0$$。

$$a_1 = 33$$,$$a_0$$ 无定义。

正确答案为 A。

6. 题目解析:

递推关系 $$a_n = a_{n-1} + n$$,初始条件 $$a_1 = 1$$。

累加得:

$$a_n = a_1 + \sum_{k=2}^n k = 1 + \frac{n(n+1)}{2} - 1 = \frac{n(n+1)}{2}$$

正确答案为 A。

7. 题目解析:

定义函数 $$f(x) = x \cdot \lceil x \rceil$$,其中 $$\lceil x \rceil$$ 表示不小于 $$x$$ 的最小整数。

对于 $$x \in (0, n]$$,值域 $$A_n$$ 的元素个数为 $$a_n$$。

分析:

当 $$x \in (k-1, k]$$,$$\lceil x \rceil = k$$,$$f(x) \in (k(k-1), k^2]$$。

因此 $$A_n$$ 包含区间 $$(0, 1], (2, 4], (6, 9], \dots, (n(n-1), n^2]$$。

元素个数为 $$a_n = n$$。

正确答案为 A。

8. 题目解析:

递推关系 $$a_{n+1} = a_n + 2^n$$,初始条件 $$a_1 = 1$$。

累加得:

$$a_{15} = a_1 + \sum_{k=1}^{14} 2^k = 1 + (2^{15} - 2) = 2^{15} - 1$$

正确答案为 A。

9. 题目解析:

递推关系 $$a_n = a_{n-1} + \frac{1}{n(n+1)}$$,初始条件 $$a_1 = 1$$。

累加得:

$$a_{20} = a_1 + \sum_{k=2}^{20} \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 1 + \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{21} \right) = \frac{19}{20}$$

正确答案为 A。

10. 题目解析:

递推关系 $$a_{n+1} = a_n + 2n + 1$$,初始条件 $$a_1 = 2$$。

累加得:

$$a_{10} = a_1 + \sum_{k=1}^9 (2k + 1) = 2 + 2 \cdot \frac{9 \cdot 10}{2} + 9 = 2 + 90 + 9 = 101$$

正确答案为 D。

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