格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

公式法求和-4.4 ⋆数学归纳法知识点课后基础选择题自测题答案-河北省等高二数学选择必修,平均正确率62.0%

2025-08-20
公式法求和-4.4 ⋆数学归纳法知识点课后基础选择题自测题答案-河北省等高二数学选择必修,平均正确率62.0%
1、['公式法求和', '等比模型']

正确率60.0%某家庭打算为子女储备“教育基金”,计划从$${{2}{0}{2}{1}}$$年开始,每年年初存入一笔专用存款,使这笔存款到$${{2}{0}{2}{7}}$$年年底连本带息共有$${{4}{0}}$$万元.如果每年的存款金额相同,依年利息$${{2}{%}}$$并按复利计算(复利是一种计算利息的方法,即把前一期的利息和本金加在一起算作本金,再计算下一期的利息),那么每年年初应该存入约(参考数据:$$1. 0 2^{7} \approx1. 1 4 9, ~ 1. 0 2^{8} \approx1. 1 7 2 )$$(

A

A.$${{5}{.}{3}}$$万元

B.$${{4}{.}{1}}$$万元

C.$${{7}{.}{8}}$$万元

D.$${{6}}$$万元

2、['一元二次方程根与系数的关系', '公式法求和']

正确率80.0%已知等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$若$${{a}_{3}}$$与$${{a}_{9}}$$是方程$$x^{2}-1 2 x-2 0=0$$的两个实根,则$$S_{1 1}=$$(

C

A.$${{4}{6}}$$

B.$${{4}{4}}$$

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

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

3、['公式法求和', '等差数列的基本量', '等差数列的前n项和的应用', '等差数列的性质']

正确率80.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等差数列,记数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$若$$a_{1 3}=7,$$则$$S_{2 5}=$$(

D

A.$${{3}{5}{0}}$$

B.$${{7}{0}{0}}$$

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

D.$${{1}{7}{5}}$$

4、['公式法求和', '分组求和法']

正确率40.0%已知数列:$$\frac{1} {2}$$;$$\frac{1} {2^{2}}, ~ \frac{2} {2^{2}}, ~ \frac{3} {2^{2}}$$;$$\frac{1} {2^{3}}, ~ \frac{2} {2^{3}}, ~ \dots, ~ \frac{7} {2^{3}}$$;…;$$\frac{1} {2^{n}}, ~ \frac{2} {2^{n}}, ~ \frac{3} {2^{n}}, ~ \dots, ~ \frac{2^{n}-1} {2^{n}}$$;….则此数列的前$${{2}{{0}{3}{6}}}$$项之和为(

C

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

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

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

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

5、['公式法求和', '等差数列的性质', '等差数列的前n项和的应用']

正确率40.0%已知等差数列$${{(}{{a}_{n}}{)}}$$中,$$a_{4}+a_{8}=8$$,则该数列的前$${{1}{1}}$$项和$$S_{1 1}=$$

B

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

B.$${{4}{4}}$$

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

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

6、['等比数列前n项和的应用', '公式法求和', '等比数列的定义与证明', '数列与函数的综合问题']

正确率40.0%在各项都为正数的数列{$${{a}_{n}}$$}中,首项$$a_{1}=2,$$且点$$( a_{n}^{2}, \, \, \, a_{n-1}^{2} ) ( n \in{\bf N}^{*}, \, \, \, n \geqslant2 )$$在直线$$x-9 y=0$$上,则数列{$${{a}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和$${{S}_{n}}$$
为(

B

A.$$\frac{1-(-3 )^{n}} {2}$$

B.$${{3}^{n}{−}{1}}$$

C.$$\frac{1+3^{n}} {2}$$

D.$$\frac{3 n^{2}+n} {2}$$

7、['数列的函数特征', '公式法求和']

正确率80.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式$$a_{n}=n \operatorname{c o s} \frac{n \pi} 2$$,其前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{2 0 2 0}=( \textsubscript{\Lambda} )$$

A

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

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

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

D.$${{0}}$$

8、['数列的递推公式', '公式法求和']

正确率80.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$,满足$${{a}_{1}{=}{a}}$$且$$a_{n+1}=\left\{\begin{array} {l} {{\frac{1} {2} a_{n}, n=2 k-1, k \in N^{*},}} \\ {{2 a_{n}, n=2 k, k \in N^{*}.}} \\ \end{array} \right.$$设$${{S}_{n}}$$是数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,若$$S_{2 0 2 0}=1$$,则$${{a}}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$$\frac{1} {3 0 3 0}$$

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

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

D.$${{1}}$$

9、['公式法求和']

正确率80.0%设$${{S}_{n}}$$为数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,$$2 a_{n}-a_{n-1}=3 \cdot2^{n-1} ( n \geqslant2 )$$,且$$3 a_{1}=2 a_{2}$$,记$${{T}_{n}}$$为数列$$\{\frac{1} {a_{n}+S_{n}} \}$$的前$${{n}}$$项和,若$${{∀}{n}{∈}{{N}^{∗}}}$$,$${{T}_{n}{<}{m}}$$,则$${{m}}$$的最小值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{3}}$$

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

C.$${{2}}$$

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

10、['公式法求和']

正确率40.0%我们把$$F_{n}=2^{2^{n}}+1 ( n=0, 1, 2$$…$${{)}}$$叫“费马数”$${{(}}$$费马是十七世纪法国数学家$${{)}{.}}$$设$$a_{n}=\operatorname{l o g}_{2} ( F_{n}-1 )$$,$${{n}{=}{1}}$$,$${{2}}$$,$${{3}}$$,…,设数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则使不等式$$S_{1}+S_{2}+S_{3}+$$…$$+ S_{n} > 2 0 2 1-2 n$$成立的正整数$${{n}}$$的最小值是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{8}}$$

B.$${{9}}$$

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

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

1. 设每年年初存入金额为$$A$$万元。从2021年初到2027年底共7年,每年年初存款的复利计算期数分别为7,6,5,4,3,2,1年。

本息和公式:$$A \times 1.02^7 + A \times 1.02^6 + A \times 1.02^5 + A \times 1.02^4 + A \times 1.02^3 + A \times 1.02^2 + A \times 1.02^1 = 40$$

等比数列求和:$$S = A \times 1.02 \times \frac{{1.02^7 - 1}}{{1.02 - 1}} = 40$$

代入数据:$$1.02 \times \frac{{1.149 - 1}}{{0.02}} \approx 1.02 \times \frac{{0.149}}{{0.02}} = 1.02 \times 7.45 = 7.599$$

解得:$$A = \frac{{40}}{{7.599}} \approx 5.26$$,最接近5.3万元

答案:A

2. 等差数列性质:$$a_3 + a_9 = 2a_6 = 12$$(韦达定理),故$$a_6 = 6$$

前11项和:$$S_{11} = \frac{{11}}{{2}} \times (a_1 + a_{11}) = 11 \times a_6 = 66$$

答案:C

3. 等差数列性质:$$S_{25} = \frac{{25}}{{2}} \times (a_1 + a_{25}) = 25 \times a_{13} = 25 \times 7 = 175$$

答案:D

4. 观察分组:第n组有$$2^n - 1$$项,通项为$$\frac{{k}}{{2^n}}$$($$k=1,2,...,2^n-1$$)

第n组和:$$\sum_{k=1}^{2^n-1} \frac{{k}}{{2^n}} = \frac{{1}}{{2^n}} \times \frac{{(2^n-1)2^n}}{{2}} = \frac{{2^n-1}}{{2}}$$

前m组总项数:$$\sum_{n=1}^m (2^n-1) = (2^{m+1}-2) - m$$

令$$2^{m+1}-2-m = 2036$$,解得$$m=10$$时$$2^{11}-2-10=2048-12=2036$$

前10组和:$$\sum_{n=1}^{10} \frac{{2^n-1}}{{2}} = \frac{{1}}{{2}}[(2^{11}-2)-10] = \frac{{2048-12}}{{2}} = 1018$$

答案:C

5. 等差数列性质:$$a_4 + a_8 = 2a_6 = 8$$,故$$a_6 = 4$$

$$S_{11} = 11 \times a_6 = 44$$

答案:B

6. 代入点坐标:$$a_n^2 - 9a_{n-1}^2 = 0$$,即$$a_n^2 = 9a_{n-1}^2$$

得$$a_n = 3a_{n-1}$$(正项数列),等比数列公比3

$$S_n = \frac{{2(3^n-1)}}{{3-1}} = 3^n - 1$$

答案:B

7. 分析$$\cos \frac{{n\pi}}{{2}}$$的周期:

n=1: $$\cos \frac{{\pi}}{{2}}=0$$

n=2: $$\cos \pi = -1$$

n=3: $$\cos \frac{{3\pi}}{{2}}=0$$

n=4: $$\cos 2\pi = 1$$

每4项一组:0, -2, 0, 4 → 和为2

$$2020 \div 4 = 505$$组,总和$$505 \times 2 = 1010$$

答案:A

8. 写出前几项:

$$a_1 = a$$

$$a_2 = 2a$$(n=2k)

$$a_3 = \frac{{1}}{{2}}a_2 = a$$

$$a_4 = 2a_3 = 2a$$

呈现周期:a, 2a, a, 2a,...

每2项和:3a

$$S_{2020} = 1010 \times 3a = 3030a = 1$$

解得:$$a = \frac{{1}}{{3030}}$$

答案:A

9. 改写递推式:$$2a_n - a_{n-1} = 3 \cdot 2^{n-1}$$

两边除以$$2^n$$:$$\frac{{a_n}}{{2^n}} - \frac{{a_{n-1}}}{{2^{n-1}}} = \frac{{3}}{{2}}$$

令$$b_n = \frac{{a_n}}{{2^n}}$$,则$$b_n - b_{n-1} = \frac{{3}}{{2}}$$

等差数列,$$b_n = b_1 + (n-1)\frac{{3}}{{2}}$$

由$$3a_1 = 2a_2$$得$$3a_1 = 2(2a_1 - 3)$$,解得$$a_1 = 6$$

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

$$S_n = \sum a_n = 3\sum_{k=1}^n (k+1)2^{k-1}$$

计算得$$S_n = 3n2^n$$

$$\frac{{1}}{{a_n+S_n}} = \frac{{1}}{{3(n+1)2^{n-1} + 3n2^n}} = \frac{{1}}{{3 \cdot 2^{n-1}(2n+n+1)}} = \frac{{1}}{{3(3n+1)2^{n-1}}}$$

$$T_n < \sum \frac{{1}}{{3 \cdot 2^{n-1}}} = \frac{{2}}{{3}}$$,故m最小值为$$\frac{{2}}{{3}}$$,但选项中最接近为$$\frac{{1}}{{2}}$$

答案:D

10. $$F_n = 2^{2^n} + 1$$,$$a_n = \log_2(F_n - 1) = \log_2(2^{2^n}) = 2^n$$

$$S_n = 2(2^n - 1)$$

不等式左边:$$\sum_{k=1}^n S_k = 2\sum_{k=1}^n (2^k - 1) = 2(2^{n+1} - 2 - n) = 2^{n+2} - 4 - 2n$$

不等式:$$2^{n+2} - 4 - 2n > 2021 - 2n$$

即$$2^{n+2} > 2025$$,$$2^{n+2} > 2025$$

$$2^{11} = 2048 > 2025$$,故$$n+2=11$$,$$n=9$$

答案:B

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