格物学 第四章 数列⋆数学归纳法

等差模型-⋆数学归纳法知识点考前基础单选题自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率64.0%

2025-05-11
等差模型-⋆数学归纳法知识点考前基础单选题自测题解析-河南省等高二数学选择必修,平均正确率64.0%
1、['累加法求数列通项', '等差模型']

正确率40.0%南宋数学家杨辉在《详解九章算法》中,研究了二阶等差数列.若$$\{a_{n+1}-a_{n} \}$$是公差不为零的等差数列,则称数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$为二阶等差数列.现有一个$${{“}}$$三角垛$${{”}}$$,共有$${{4}{0}}$$层,各层小球个数构成一个二阶等差数列,第一层放$${{1}}$$个小球,第二层放$${{3}}$$个小球,第三层放$${{6}}$$个小球,第四层放$${{1}{0}}$$个小球,$${{⋯}}$$,则第$${{4}{0}}$$层放小球的个数为(

C

A.$${{1}{6}{4}{0}}$$

B.$${{1}{5}{6}{0}}$$

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

D.$${{7}{8}{0}}$$

2、['等差模型']

正确率60.0%某文具店开业期间,用$${{1}{0}{0}}$$根相同的圆柱形铅笔堆成横截面为“等腰梯形垛”的装饰品,其中最下面一层的铅笔有$${{1}{6}}$$根,从最下面一层开始,每一层的铅笔数比上一层的铅笔数多$${{1}{,}}$$则该“等腰梯形垛”最上面一层堆放的铅笔数为(

B

A.$${{8}}$$

B.$${{9}}$$

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

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

3、['等差模型', '数列中的数学文化问题']

正确率60.0%我国明代珠算家程大位的名著《直指算法统宗》中有如下问题:“今有白米一百八十石,令三人从上及和减率分之,只云甲多丙米三十六石,问:各该若干?”其意思为:“今有白米一百八十石,甲、乙、丙三人来分,他们分得的白米数构成等差数列,只知道甲比丙多分三十六石,那么三人各分得多少白米?”则甲应该分得的白米为(

B

A.$${{9}{6}}$$石

B.$${{7}{8}}$$石

C.$${{6}{0}}$$石

D.$${{4}{2}}$$石

6、['等差模型', '数列中的数学文化问题', '等差数列的前n项和的应用']

正确率60.0%$${《}$$张丘建算经$${》}$$卷上一题为$${{“}}$$今有女善织,日益功疾,且从第二天起,每天比前一天多织相同量的布,现在一月(按$${{3}{0}}$$天计)共织布$${{3}{9}{0}}$$尺,最后一天织布$${{2}{1}}$$尺$${{”}}$$,则该女第一天共织多少布?$${(}$$

C

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

7、['等差数列的通项公式', '等差模型', '数列中的数学文化问题', '等差数列的基本量', '等差数列的前n项和的应用']

正确率60.0%中国明代商人程大位对文学和数学也颇感兴趣,他于$${{6}{0}}$$岁时完成杰作$${《}$$直指算法统宗$${》}$$,这是一本风行东亚的数学名著,该书第五卷有问题云:$${{“}}$$今有白米一百八十石,令三人从上及和减率分之,只云甲多丙米三十六石,问:各该若干?$${{”}}$$翻译成现代文就是:$${{“}}$$今有百米一百八十石,甲乙丙三个人来分,他们分得的米数构成等差数列,只知道甲比丙多分三十六石,那么三人各分得多少米?$${{”}}$$请你计算甲应该分得

A

A.$${{7}{8}}$$石

B.$${{7}{6}}$$石

C.$${{7}{5}}$$石

D.$${{7}{4}}$$石

8、['等差数列的通项公式', '数列的递推公式', '等差模型', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的首项$${{a}_{1}{=}{{2}{1}}}$$,且满足$$( 2 n-5 ) a_{n+1}=( 2 n-3 ) a_{n}+4 n^{2}-1 6 n+1 5$$,则$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的最小的一项是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{a}_{5}}$$

B.$${{a}_{6}}$$

C.$${{a}_{7}}$$

D.$${{a}_{8}}$$

9、['等差数列的通项公式', '等差模型', '等差数列的前n项和的应用']

正确率80.0%《算法统宗》是中国古代数学名著,由明代数学家程大位编著,它对我国民间普及珠算和数学知识起到了很大的作用,是东方古代数学的名著,在这部著作中,许多数学问题都是以歌诀形式呈现的.“九儿问甲歌”就是其中一首:一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七,借问小儿多少岁?试问这位公公年龄最小的儿子年龄为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{8}}$$岁

B.$${{1}{1}}$$岁

C.$${{2}{0}}$$岁

D.$${{3}{5}}$$岁

10、['等差数列的通项公式', '公式法求和', '等差模型', '等差数列的前n项和的应用']

正确率40.0%《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女子善织,日益功,疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈$${{(}{1}}$$匹$${{=}{{4}{0}}}$$尺,一丈$${{=}{{1}{0}}}$$尺$${{)}}$$,问日益几何?”其意思为:“有一女子擅长织布,每天比前一天更加用功,织布的速度也越来越快,从第二天起,每天比前一天多织相同量的布,第一天织$${{5}}$$尺,一月织了九匹三丈,问每天增加多少尺布?”若一个月按$${{3}{1}}$$天算,记该女子一个月中的第$${{n}}$$天所织布的尺数为$${{a}_{n}}$$,则$$\frac{a_{1}+a_{3}+\ldots+a_{2 9}+a_{3 1}} {a_{2}+a_{4}+\cdots+a_{2 8}+a_{3 0}}$$的值为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{1 6} {5}$$

B.$$\frac{1 6} {1 5}$$

C.$$\frac{1 6} {2 9}$$

D.$$\frac{1 6} {3 1}$$

1. 二阶等差数列问题解析:

给定数列 $$\{a_n\}$$ 为二阶等差数列,即 $$\{a_{n+1} - a_n\}$$ 是等差数列。已知前几项:

$$a_1 = 1, \quad a_2 = 3, \quad a_3 = 6, \quad a_4 = 10, \quad \cdots$$

计算一阶差分:

$$a_2 - a_1 = 2, \quad a_3 - a_2 = 3, \quad a_4 - a_3 = 4, \quad \cdots$$

可见一阶差分 $$\{b_n\}$$ 为 $$b_n = n + 1$$,公差为 1。

二阶差分 $$\{b_{n+1} - b_n\} = 1$$ 为常数,验证其为二阶等差数列。

通项公式推导:

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

因此,第 40 层小球数为:

$$a_{40} = \frac{40 \times 41}{2} = 820$$

正确答案为 C

2. 等差数列求和问题解析:

铅笔堆成等腰梯形,从下到上每层减少 1 根,最下层 16 根,共 100 根。

设最上层有 $$x$$ 根,层数为 $$n$$,则:

$$x + (x + 1) + \cdots + 16 = 100$$

等差数列求和公式:

$$\frac{n(x + 16)}{2} = 100 \quad \text{且} \quad 16 - x + 1 = n$$

解得 $$n = 9$$,$$x = 8$$。

正确答案为 A

3. 等差数列分配问题解析:

甲、乙、丙分得的米数构成等差数列,设甲为 $$a + d$$,乙为 $$a$$,丙为 $$a - d$$。

已知甲比丙多 36 石:

$$(a + d) - (a - d) = 2d = 36 \Rightarrow d = 18$$

总和为 180 石:

$$(a + d) + a + (a - d) = 3a = 180 \Rightarrow a = 60$$

因此,甲分得 $$a + d = 78$$ 石。

正确答案为 A

6. 等差数列织布问题解析:

每天织布量构成等差数列,首项 $$a_1$$,公差 $$d$$,第 30 天织 21 尺,总和 390 尺。

第 30 项:

$$a_{30} = a_1 + 29d = 21$$

总和:

$$\frac{30(a_1 + a_{30})}{2} = 15(a_1 + 21) = 390 \Rightarrow a_1 + 21 = 26 \Rightarrow a_1 = 5$$

正确答案为 C

7. 等差数列分配问题(重复题):

同第 3 题,甲分得 78 石。

正确答案为 A

8. 递推数列最小值问题解析:

给定递推关系:

$$(2n - 5)a_{n+1} = (2n - 3)a_n + 4n^2 - 16n + 15$$

整理为:

$$a_{n+1} = \frac{2n - 3}{2n - 5}a_n + \frac{4n^2 - 16n + 15}{2n - 5}$$

通过递推计算前几项:

$$a_1 = 21, \quad a_2 = 17, \quad a_3 = 13, \quad a_4 = 11, \quad a_5 = 11, \quad a_6 = \frac{53}{5}, \quad a_7 = \frac{67}{7}, \quad a_8 = \frac{85}{9}$$

比较得最小值为 $$a_5 = 11$$。

正确答案为 A

9. 等差数列年龄问题解析:

九个儿子年龄成等差数列,公差为 3,总和为 207。

设最小儿子年龄为 $$a_1$$,则:

$$\frac{9}{2}(2a_1 + 8 \times 3) = 207 \Rightarrow 2a_1 + 24 = 46 \Rightarrow a_1 = 11$$

正确答案为 B

10. 奇数项与偶数项比值问题解析:

织布量成等差数列,首项 $$a_1 = 5$$,公差 $$d$$,总和为 9 匹 3 丈 = 390 尺。

总和公式:

$$\frac{31}{2}(2 \times 5 + 30d) = 390 \Rightarrow 10 + 30d = \frac{780}{31} \Rightarrow d = \frac{16}{31}$$

奇数项和与偶数项和的比:

$$\frac{a_1 + a_3 + \cdots + a_{31}}{a_2 + a_4 + \cdots + a_{30}} = \frac{16 \times (a_1 + 15d)}{15 \times (a_1 + d + 15d)} = \frac{16}{15}$$

正确答案为 B

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