格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

数列与不等式的综合问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点考前进阶自测题解析-四川省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-07-30
数列与不等式的综合问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点考前进阶自测题解析-四川省等高二数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['数列在日常经济生活中的应用', '等比数列前n项和的应用', '指数方程与指数不等式的解法', '等比模型', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%在流行病学中,基本传染数$${{R}_{0}}$$是指在没有外力介入,同时所有人都没有免疫力的情况下,一个感染者平均传染的人数$${{.}{{R}_{0}}}$$一般由疾病的感染周期、感染者与其他人的接触频率、每次接触过程中传染的概率决定.假定某种传染病的基本传染数$$R_{0}=3,$$那么感染人数由$${{1}}$$增加到$${{2}{0}{0}{0}}$$及以上,至少需要的传染轮数为(
注:初始感染者传染$${{R}_{0}}$$个人为第一轮传染,这$${{R}_{0}}$$个人再分别传染另外$${{R}_{0}}$$个人为第二轮传染.

C

A.$${{5}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{8}}$$

2、['裂项相消法求和', '等差、等比数列的综合应用', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%公差不为$${{0}}$$的等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,其前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$${{a}_{1}{=}{1}}$$,且$$S_{1}, 2 S_{2}, 4 S_{4}$$成等比数列,数列$$\left\{\frac{a_{n+1}} {S_{n} S_{n+1}} \right\}$$的前$${{n}}$$项和为$${{T}_{n}}$$,若对任意$$n \in{\bf N}^{*}, t > T_{n}$$均成立,则实数$${{t}}$$的取值范围是(

D

A.$$t > \frac{3} {4}$$

B.$${{t}{>}{1}}$$

C.$$t \geq\frac{3} {4}$$

D.$${{t}{⩾}{1}}$$

3、['不等式的解集与不等式组的解集', '导数中不等式恒成立与存在性问题', '数列的通项公式', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%若数列$$\{a_{n} \}, ~ \{b_{n} \}$$的通项公式分别为$$a_{n}=(-1 )^{n+2 0 1 6} \cdot a, \, \, b_{n}=2-\underbrace{(-1 )^{n+2 0 1 7}}_{n}$$,且$${{a}_{n}{<}{{b}_{n}}}$$,对任意$${{n}{∈}{{N}^{∗}}}$$恒成立,则实数$${{a}}$$的取值范围是$${{(}{)}}$$

C

A.$$[-2, 1 )$$

B.$$(-1, 1 )$$

C.$$(-1, 2 ]$$

D.$$[-2, \frac{3} {2} )$$

4、['等差数列的通项公式', '数列与不等式的综合问题']

正确率80.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$${{a}_{1}{=}{{1}{5}}}$$,且$$3 a_{n+1}=3 a_{n}-2$$,则使$$a_{k} a_{k+1} < 0$$的$${{k}}$$值为(

D

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

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

C.$${{2}{4}}$$

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

5、['累乘法求数列通项', '数列与不等式的综合问题']

正确率60.0%已知数列$$a_{n}=\frac{n+2} {n}$$,令$$T_{n}=a_{1} \cdot a_{2} \dots a_{n}$$,若$${{T}_{n}{⩾}{{1}{4}}}$$,则$${{n}}$$的最小值为(

A

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

6、['数列的递推公式', '等比数列的定义与证明', '等比数列的基本量', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,且$$S_{n}+1=2 a_{n}$$,则使不等式$$a_{1}^{2}+a_{2}^{2}+\ldots+a_{n}^{2} < 8 6$$成立的$${{n}}$$的最大值为(

B

A.$${{3}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{6}}$$

7、['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', '数列的通项公式', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%svg异常

A

A.$$2^{2 0 1 8}-1$$

B.$$2^{2 0 1 8}+1$$

C.$$2^{2 0 1 9}-1$$

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

8、['数列的递推公式', '裂项相消法求和', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}+\frac{1} {2} a_{2}+\frac{1} {3} a_{3}+\cdots+\frac{1} {n} a_{n}=n^{2}+n \, ( n \in N^{*} )$$,设数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$满足:$$b_{n}=\frac{2 n+1} {a_{n} a_{n+1}}$$,数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{T}_{n}}$$,若$$T_{n} < \frac{n} {n+1} \lambda( n \in N^{*} )$$恒成立,则实数$${{λ}}$$的取值范围为

D

A.$$[ \frac{1} {4},+\infty)$$

B.$$\left( \frac1 4,+\infty\right)$$

C.$$[ \frac{3} {8},+\infty)$$

D.$$\left( \frac{3} {8},+\infty\right)$$

9、['对数(型)函数的单调性', '裂项相消法求和', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知不等式$$\frac1 {1 \times2}+\frac1 {2 \times3}+\frac1 {3 \times4}+\cdots+\frac1 {n ( n+1 )} > \operatorname{l o g}_{2} ( a-1 )+a-\frac7 2$$对一切正整数$${{n}}$$恒成立,则实数$${{a}}$$的范围为$${{(}{)}}$$

B

A.$$( 0, 3 )$$

B.$$( 1, 3 )$$

C.$$( 2, 4 )$$

D.$$( 3,+\infty)$$

10、['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', '数列与不等式的综合问题']

正确率40.0%已知正项数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{1}=\sqrt{2}, \, \, \, a_{n+1}^{2}=a_{n}^{2}+2^{n}, \, \, \, n \in{\bf N}^{*}, \, \, \, T_{n}$$为$${{a}_{n}}$$的前$${{n}}$$项的积,则使得$$T_{n} > 2^{1 8}$$的$${{n}}$$的最小值为(

C

A.$${{8}}$$

B.$${{9}}$$

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

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

1. 解析:

基本传染数 $$R_0 = 3$$,每轮传染人数呈指数增长。初始感染人数为 $$1$$,经过 $$n$$ 轮传染后,总感染人数为 $$1 + 3 + 3^2 + \cdots + 3^n = \frac{3^{n+1} - 1}{2}$$。我们需要找到最小的 $$n$$ 使得 $$\frac{3^{n+1} - 1}{2} \geq 2000$$。

计算:

$$3^6 = 729$$,$$3^7 = 2187$$,$$\frac{3^7 - 1}{2} = 1093$$(不满足),$$\frac{3^8 - 1}{2} = 3280$$(满足)。

因此,至少需要 $$7$$ 轮传染($$n=7$$)。

答案:$$C$$

2. 解析:

设等差数列的公差为 $$d$$,则 $$S_n = n + \frac{n(n-1)}{2}d$$。

由 $$S_1, 2S_2, 4S_4$$ 成等比数列,得 $$(2S_2)^2 = S_1 \cdot 4S_4$$,即 $$4(2 + d)^2 = 1 \cdot 4(4 + 6d)$$,解得 $$d = 1$$。

因此,$$a_n = n$$,$$S_n = \frac{n(n+1)}{2}$$。

数列 $$\left\{\frac{a_{n+1}}{S_n S_{n+1}}\right\}$$ 的通项为 $$\frac{n+1}{\frac{n(n+1)}{2} \cdot \frac{(n+1)(n+2)}{2}} = \frac{4}{n(n+1)(n+2)}$$。

求和 $$T_n = 4 \sum_{k=1}^n \frac{1}{k(k+1)(k+2)} = 2 \left( \frac{1}{1 \cdot 2} - \frac{1}{(n+1)(n+2)} \right)$$。

当 $$n \to \infty$$,$$T_n \to 1$$,且 $$T_n < 1$$ 对所有 $$n$$ 成立。因此,$$t \geq 1$$。

答案:$$D$$

3. 解析:

通项 $$a_n = (-1)^{n+2016} \cdot a = (-1)^n \cdot a$$,$$b_n = 2 - (-1)^{n+2017} = 2 + (-1)^n$$。

不等式 $$a_n < b_n$$ 对所有 $$n$$ 成立,即 $$(-1)^n \cdot a < 2 + (-1)^n$$。

分两种情况:

- 当 $$n$$ 为奇数时,$$-a < 2 - 1$$,即 $$a > -1$$;

- 当 $$n$$ 为偶数时,$$a < 2 + 1$$,即 $$a < 3$$。

综上,$$a \in (-1, 3)$$,但题目选项中最接近的是 $$D$$ 选项 $$[-2, \frac{3}{2})$$,但严格推导应为 $$(-1, 3)$$。题目选项可能有误,最接近的合理选项是 $$D$$。

答案:$$D$$

4. 解析:

递推关系 $$3a_{n+1} = 3a_n - 2$$,即 $$a_{n+1} = a_n - \frac{2}{3}$$,为等差数列。

通项公式为 $$a_n = 15 - \frac{2}{3}(n-1)$$。

要求 $$a_k a_{k+1} < 0$$,即 $$a_k > 0$$ 且 $$a_{k+1} < 0$$。

解不等式 $$15 - \frac{2}{3}(k-1) > 0$$ 且 $$15 - \frac{2}{3}k < 0$$,得 $$k = 23$$。

答案:$$D$$

5. 解析:

通项 $$a_n = \frac{n+2}{n}$$,乘积 $$T_n = \prod_{k=1}^n \frac{k+2}{k} = \frac{(n+1)(n+2)}{2}$$。

不等式 $$\frac{(n+1)(n+2)}{2} \geq 14$$,即 $$(n+1)(n+2) \geq 28$$。

当 $$n=5$$ 时,$$6 \times 7 = 42 \geq 28$$;当 $$n=4$$ 时,$$5 \times 6 = 30 \geq 28$$;当 $$n=3$$ 时,$$4 \times 5 = 20 < 28$$。

因此,最小 $$n$$ 为 $$4$$。

答案:$$A$$

6. 解析:

由递推关系 $$S_n + 1 = 2a_n$$,且 $$S_{n} = 2a_{n} - 1$$,得 $$a_{n+1} = 2a_n$$($$n \geq 2$$)。

初始条件 $$a_1 = 1$$,$$a_2 = 2$$,因此 $$a_n = 2^{n-1}$$($$n \geq 1$$)。

求和 $$a_1^2 + a_2^2 + \cdots + a_n^2 = 1 + 4 + 16 + \cdots + (2^{n-1})^2 = \frac{4^n - 1}{3}$$。

不等式 $$\frac{4^n - 1}{3} < 86$$,即 $$4^n < 259$$,最大 $$n$$ 为 $$4$$($$4^4 = 256$$)。

答案:$$B$$

7. 解析:

题目不完整,无法解析。

8. 解析:

由题意,$$\sum_{k=1}^n \frac{a_k}{k} = n^2 + n$$,因此 $$\frac{a_n}{n} = 2n + 1$$,即 $$a_n = n(2n + 1)$$。

数列 $$b_n = \frac{2n + 1}{a_n a_{n+1}} = \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1}$$。

求和 $$T_n = \sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 1 - \frac{1}{n+1}$$。

不等式 $$1 - \frac{1}{n+1} < \frac{n}{n+1} \lambda$$,即 $$\lambda > \frac{n+1}{n}$$。

对任意 $$n$$,$$\frac{n+1}{n} \leq 2$$,但最小上界为 $$1$$,因此 $$\lambda \geq 1$$。但选项中没有 $$[1, +\infty)$$,最接近的是 $$A$$ 选项 $$[\frac{1}{4}, +\infty)$$,可能有误。

答案:$$A$$(待确认)

9. 解析:

不等式左边为 $$\sum_{k=1}^n \frac{1}{k(k+1)} = 1 - \frac{1}{n+1}$$,当 $$n \to \infty$$ 时趋近于 $$1$$。

因此,不等式化为 $$1 > \log_2(a - 1) + a - \frac{7}{2}$$。

设 $$x = a - 1$$,则 $$\log_2 x + x + 1 - \frac{7}{2} < 0$$,即 $$\log_2 x + x - \frac{5}{2} < 0$$。

解得 $$x \in (1, 2)$$,即 $$a \in (2, 3)$$。但选项中最接近的是 $$B$$ 选项 $$(1, 3)$$。

答案:$$B$$

10. 解析:

递推关系 $$a_{n+1}^2 = a_n^2 + 2^n$$,累加得 $$a_n^2 = 2 + \sum_{k=1}^{n-1} 2^k = 2 + (2^n - 2) = 2^n$$,即 $$a_n = 2^{n/2}$$。

乘积 $$T_n = \prod_{k=1}^n 2^{k/2} = 2^{\frac{n(n+1)}{4}}$$。

不等式 $$2^{\frac{n(n+1)}{4}} > 2^{18}$$,即 $$\frac{n(n+1)}{4} > 18$$,解得 $$n \geq 9$$。

答案:$$B$$

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