格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

裂项相消法求和-4.4 ⋆数学归纳法知识点考前进阶选择题自测题答案-北京市等高二数学选择必修,平均正确率52.0%

2025-06-24
裂项相消法求和-4.4 ⋆数学归纳法知识点考前进阶选择题自测题答案-北京市等高二数学选择必修,平均正确率52.0%
1、['等差数列的通项公式', '裂项相消法求和', '等差数列的前n项和的应用']

正确率60.0%已知等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{5}}$$项和为$$1 5, ~ a_{5}=5$$,则数列$$\{\frac{1} {a_{n} a_{n+1}} \}$$的前$${{1}{0}{0}}$$项和为(

D

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

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

C.$$\frac{9 9} {1 0 1}$$

D.$$\frac{1 0 0} {1 0 1}$$

2、['累加法求数列通项', '裂项相消法求和']

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

A

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

B.$$\frac{9} {1 0}$$

C.$$\frac{1 7} {9}$$

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

3、['裂项相消法求和', '等差数列的前n项和的应用']

正确率60.0%已知$$1, \frac1 {1+2}, \frac1 {1+2+3}, \cdots, \frac1 {1+2+3+\cdots+n}$$,则$${{S}_{n}{=}{(}}$$

B

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

B.$$\frac{2 \mathrm{n}} {\mathrm{n}+1}$$

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

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

4、['等差数列的通项公式', '裂项相消法求和']

正确率60.0%已知等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{3}=7. \, \, a_{5}+a_{7}=2 6. \, \, b_{n}=\frac{1} {a_{n}^{2}-1} ( n \in N^{*} )$$,数列$${{\{}{{b}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{1 0 0}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${\frac{1 0 1} {2 5}}$$

B.$$\frac{3 5} {3 6}$$

C.$$\frac{2 5} {1 0 1}$$

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

5、['导数与极值', '等比数列前n项和的应用', '裂项相消法求和', '等比数列的定义与证明']

正确率40.0%设$${{x}{=}{1}}$$是函数$$f \left( \begin{matrix} {x} \\ \end{matrix} \right)=a_{n+1} x^{3}-a_{n} x^{2}-a_{n+2} x+1 \left( \begin{matrix} {n \in N_{+}} \\ \end{matrix} \right)$$的极值点,数列$$\{a_{n} \}, \, \, a_{1}=1, \, \, a_{2}=2, \, \, b_{n}=l o g_{2} a_{2 n},$$若$${{[}{x}{]}}$$表示不超过$${{x}}$$的最大整数,则$$[ {\frac{2 0 1 8} {b_{1} b_{2}}}+{\frac{2 0 1 8} {b_{2} b_{3}}}+\ldots+{\frac{2 0 1 8} {b_{2 0 1 8} b_{2 0 1 9}}} ]=~ 0$$

A

A.$${{1}{0}{0}{8}}$$

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

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

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

6、['数列的递推公式', '裂项相消法求和', '其他方法求数列通项', '数列中的新定义问题']

正确率40.0%定义$$\frac{n} {\sum_{i=1}^{n} u_{i}}$$为$${{n}}$$个正数$$u_{1}, ~ u_{2}, ~ u_{3}, ~ \ldots, ~ u_{n}$$的$${{“}}$$快乐数$${{”}}$$。若已知正项数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项的$${{“}}$$快乐数$${{”}}$$为$$\frac{1} {3 n+1},$$则数列$$\{\frac{3 6} {( a_{n}+2 ) ( a_{n+1}+2 )} \}$$的前$${{2}{0}{1}{9}}$$项和为(

B

A.$$\frac{2 0 1 8} {2 0 1 9}$$

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

C.$$\frac{2 0 1 9} {2 0 1 8}$$

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

7、['裂项相消法求和']

正确率60.0%已知$$a_{n}=n+1$$,则$$\frac1 {a_{1} a_{2}}+\frac1 {a_{2} a_{3}}+\ldots+\frac1 {a_{9} a_{1 0}}$$等于(

A

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

B.$$\frac{2} {5}$$

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

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

8、['裂项相消法求和']

正确率60.0%设$$S_{n} \!=\! \frac{1} {2} \!+\! \frac{1} {6} \!+\! \frac{1} {1 2} \!+\! \ldots+\! \frac{1} {n ( n \!+\! 1 )}$$,且$$S_{n} \cdot S_{n+1}=\frac{3} {4}$$,则$${{n}}$$的值是(

D

A.$${{9}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{7}}$$

D.$${{6}}$$

9、['裂项相消法求和', '等差数列的前n项和的应用']

正确率40.0%设$${{S}_{n}}$$为等差数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$前$${{n}}$$项和$${\bf a_{1} \!=\! 1}, \frac{{\bf S}_{2 0 1 7}} {2 0 1 7} \!-\! \frac{{\bf S}_{2 0 1 5}} {2 0 1 5} \!=\! {\bf1}.$$则数列$$\{\frac{1} {\mathbf{S_{n}}} \}$$前$${{2}{0}{1}{7}}$$项和为$${{(}{ { }}{)}}$$

A

A.$$\frac{2 0 1 7} {1 0 0 9}$$

B.$$\frac{2 0 1 7} {2 0 1 8}$$

C.$$\frac{1} {2 0 1 7}$$

D.$$\frac{1} {2 0 1 8}$$

10、['裂项相消法求和', '数列的通项公式']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式为$$a_{n}=\frac{1} {( n+1 ) \sqrt{n}+n \sqrt{n+1}} ( n \in N^{*} )$$,其前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则在数列$$S_{1}, ~ S_{2}, ~ \ldots, ~ S_{2 0 1 9}$$中,有理数项的项数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{4}{2}}$$

B.$${{4}{3}}$$

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

D.$${{4}{5}}$$

1. 解析:

设等差数列的首项为$$a_1$$,公差为$$d$$。根据题意:

$$S_5 = \frac{5}{2}(2a_1 + 4d) = 15 \Rightarrow 2a_1 + 4d = 6 \quad (1)$$

$$a_5 = a_1 + 4d = 5 \quad (2)$$

解方程组得$$a_1 = -1$$,$$d = \frac{3}{2}$$。因此通项公式为:

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

计算$$\frac{1}{a_n a_{n+1}}$$:

$$\frac{1}{a_n a_{n+1}} = \frac{4}{(3n-5)(3n-2)} = \frac{4}{3} \left( \frac{1}{3n-5} - \frac{1}{3n-2} \right)$$

前100项和为:

$$\frac{4}{3} \left( \frac{1}{-2} - \frac{1}{1} + \frac{1}{1} - \frac{1}{4} + \cdots + \frac{1}{295} - \frac{1}{298} \right) = \frac{4}{3} \left( -\frac{1}{2} - \frac{1}{298} \right) = \frac{100}{101}$$

答案为$$D$$。

2. 解析:

由递推关系$$a_{n+1} - a_n = \frac{1}{n(n+1)}$$,累加得:

$$a_{10} = a_1 + \sum_{k=1}^9 \frac{1}{k(k+1)} = 1 + \sum_{k=1}^9 \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 1 + \left( 1 - \frac{1}{10} \right) = \frac{19}{10}$$

答案为$$A$$。

3. 解析:

通项$$a_n = \frac{1}{1+2+\cdots+n} = \frac{2}{n(n+1)}$$

前$$n$$项和为:

$$S_n = 2 \sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 2 \left( 1 - \frac{1}{n+1} \right) = \frac{2n}{n+1}$$

答案为$$B$$。

4. 解析:

设等差数列的首项为$$a_1$$,公差为$$d$$。根据题意:

$$a_3 = a_1 + 2d = 7$$

$$a_5 + a_7 = 2a_1 + 10d = 26$$

解得$$a_1 = 3$$,$$d = 2$$。通项公式为$$a_n = 2n + 1$$。

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

前100项和为:

$$\frac{1}{4} \left( 1 - \frac{1}{101} \right) = \frac{25}{101}$$

答案为$$C$$。

5. 解析:

由极值点条件$$f'(1) = 0$$得:

$$3a_{n+1} - 2a_n - a_{n+2} = 0 \Rightarrow a_{n+2} = 3a_{n+1} - 2a_n$$

递推关系解得通项公式为$$a_n = 2^{n-1}$$,故$$b_n = \log_2 a_{2n} = 2n - 1$$。

求和部分为:

$$\sum_{k=1}^{2018} \frac{2018}{b_k b_{k+1}} = 2018 \sum_{k=1}^{2018} \left( \frac{1}{2k-1} - \frac{1}{2k+1} \right) = 2018 \left( 1 - \frac{1}{4037} \right)$$

取整后为$$2017$$,答案为$$C$$。

6. 解析:

由“快乐数”定义得:

$$\frac{n}{\sum_{i=1}^n a_i} = \frac{1}{3n + 1} \Rightarrow \sum_{i=1}^n a_i = n(3n + 1)$$

因此$$a_n = S_n - S_{n-1} = 6n - 2$$。

计算$$\frac{36}{(a_n + 2)(a_{n+1} + 2)} = \frac{36}{6n \cdot 6(n+1)} = \frac{1}{n(n+1)}$$

前2019项和为:

$$\sum_{k=1}^{2019} \left( \frac{1}{k} - \frac{1}{k+1} \right) = 1 - \frac{1}{2020} = \frac{2019}{2020}$$

答案为$$B$$。

7. 解析:

通项$$a_n = n + 1$$,求和部分为:

$$\sum_{k=1}^9 \frac{1}{a_k a_{k+1}} = \sum_{k=1}^9 \left( \frac{1}{k+1} - \frac{1}{k+2} \right) = \frac{1}{2} - \frac{1}{11} = \frac{9}{22}$$

答案为$$A$$。

8. 解析:

$$S_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{k(k+1)} = 1 - \frac{1}{n+1}$$

由$$S_n S_{n+1} = \frac{3}{4}$$得:

$$\left( 1 - \frac{1}{n+1} \right) \left( 1 - \frac{1}{n+2} \right) = \frac{3}{4}$$

解得$$n = 8$$,答案为$$B$$。

9. 解析:

设公差为$$d$$,由条件得:

$$\frac{S_{2017}}{2017} - \frac{S_{2015}}{2015} = \frac{a_1 + 1008d}{1} - \frac{a_1 + 1007d}{1} = d = 1$$

因此$$S_n = \frac{n(n+1)}{2}$$,$$\frac{1}{S_n} = 2 \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1} \right)$$

前2017项和为:

$$2 \left( 1 - \frac{1}{2018} \right) = \frac{2017}{1009}$$

答案为$$A$$。

10. 解析:

通项$$a_n = \frac{1}{(n+1)\sqrt{n} + n \sqrt{n+1}} = \frac{\sqrt{n+1} - \sqrt{n}}{n(n+1)}$$

前$$n$$项和为:

$$S_n = \sum_{k=1}^n \left( \frac{1}{k \sqrt{k}} - \frac{1}{(k+1) \sqrt{k}} \right) = 1 - \frac{1}{(n+1) \sqrt{n}}$$

有理数项的条件是$$(n+1) \sqrt{n}$$为有理数,即$$n$$为完全平方数。在$$1$$到$$2019$$中,完全平方数有$$44$$个($$1^2$$到$$44^2$$)。

答案为$$C$$。

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