格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

其他方法求数列通项-4.4 ⋆数学归纳法知识点教师选题进阶自测题解析-江西省等高二数学选择必修,平均正确率40.0%

2025-06-30
其他方法求数列通项-4.4 ⋆数学归纳法知识点教师选题进阶自测题解析-江西省等高二数学选择必修,平均正确率40.0%
1、['其他方法求数列通项']

正确率40.0%已知数列{$${{a}_{n}}$$}的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}{,}}$$若$$S_{n}=2 a_{n}-2 n+1,$$则$$S_{1 0}=$$(

C

A.$$2^{1 1}-2 3$$

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

C.$$3 \times2^{1 0}-2 3$$

D.$$3 \times2^{9}-1 9$$

2、['等差数列的通项公式', '数列的递推公式', '其他方法求数列通项']

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

D

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

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

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

D.$$\frac1 {2 0 2 2}$$

3、['数列的递推公式', '公式法求和', '裂项相消法求和', '其他方法求数列通项']

正确率40.0%在数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$中,已知$${{a}_{1}{=}{1}}$$,且对于任意的$$m, \, \, n \in N *$$,都有$$a_{m+n}=a_{m}+a_{n}+m n$$,则$$\sum_{t=1}^{2 0 1 9} \frac{1} {a_{i}}=( \textsubscript{0} )$$

C

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

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

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

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

4、['数列的递推公式', '数列的函数特征', '等比数列的通项公式', '其他方法求数列通项', '等比数列的基本量']

正确率40.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$$S_{3}=1 3, a_{n+1}=2 S_{n}+1, n \in N^{*}$$,则符合$${{S}_{n}{>}{{a}_{5}}}$$的最小的$${{n}}$$值为(

D

A.$${{8}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{5}}$$

5、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '其他方法求数列通项']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$$S_{n}=3^{n}+2 n+1$$,则$${{a}_{n}{=}{(}}$$

D

A.$$a_{n}=\left\{\begin{array} {l l} {6, n=1} \\ {2 \times3^{n-1}, n \geq2} \\ \end{array} \right.$$

B.$$a_{n}=2 \times3^{n-1}$$

C.$$a_{n}=2 \times3^{n-1}+2$$

D.$$a_{n}=\left\{\begin{array} {l l} {6, n=1} \\ {2 \times3^{n-1}+2, n \geq2} \\ \end{array} \right.$$

6、['数列的前n项和', '其他方法求数列通项']

正确率60.0%设数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,若$$S_{n}=n^{2}-2 n+1$$,则$${{a}_{4}{=}}$$

B

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

7、['公式法求和', '其他方法求数列通项', '等差数列的基本量', '数列的通项公式']

正确率40.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是正项数列,且$$\sqrt{a_{1}}+\sqrt{a_{2}}+\cdots\sqrt{a_{n}} {=} n^{2} {+} 3 n, \; \; ( n \in N^{*} )$$则$$\frac{a_{1}} {2}+\frac{a_{2}} {3}+\cdots+\frac{a_{n}} {n+1}=( \theta)$$

A

A.$$2 n^{2} \!+\! 6 n$$

B.$$n^{2} \!+\! 3 n$$

C.$$4 ( n \!+\! 1 )^{2}$$

D.$$4 ( n \!+\! 1 )$$

8、['数列的递推公式', '数列的函数特征', '等比数列的通项公式', '等比数列前n项和的应用', '其他方法求数列通项', '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$${{S}_{n}}$$,数列$$\{\frac{1} {a_{n}} \}$$的前$${{n}}$$项和为$${{T}_{n}}$$,且$$a_{1}=1, \ a_{2}+a_{3}=1 2, \ S_{n}=\frac{1} {2} ( a_{n+1}-1 )$$,则使得$$| T_{n}-\frac{3} {2} | < \frac{1} {5 0 0}$$成立的$${{n}}$$的最小值为(

D

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

9、['其他方法求数列通项', '等比数列的定义与证明', '等比数列的基本量']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}=2^{n+1}-2$$,则$$a_{1}^{2}+a_{2}^{2}+\ldots+a_{n}^{2}=~ ($$

C

A.$$4 \ ( \mathbf{2}^{n}-\mathbf{1} )^{\mathbf{2}}$$

B.$$4 \ ( \mathbf{2}^{n-1}+\mathbf{1} )^{\mathbf{2}}$$

C.$$\frac{4 ( 4^{n}-1 )} {3}$$

D.$$\frac{4 ( 4^{n-1}+2 )} {3}$$

10、['其他方法求数列通项']

正确率19.999999999999996%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足:$$a_{n}=\left\{\begin{array} {l l} {2} & {n \leqslant5} \\ {a_{1} a_{2} \cdots a_{n-1}-1,} & {n \geqslant6} \\ \end{array} \right.$$​$${{(}{{n}{∈}{{N}^{∗}}}{)}}$$,若正整数$$k ( k \geqslant5 )$$使得$$a_{1}^{\; 2}+a_{2}^{\; 2}+\ldots+a_{k}^{\; 2}=a_{1} a_{2} \ldots a_{k}$$成立,则$${{k}{=}}$$(

B

A.$${{1}{6}}$$

B.$${{1}{7}}$$

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

D.$${{1}{9}}$$

1. 解析:

已知 $$S_n = 2a_n - 2n + 1$$,当 $$n=1$$ 时,$$S_1 = a_1 = 2a_1 - 2 \times 1 + 1$$,解得 $$a_1 = 1$$。

当 $$n \geq 2$$ 时,$$a_n = S_n - S_{n-1} = 2a_n - 2n + 1 - (2a_{n-1} - 2(n-1) + 1)$$,化简得 $$a_n = 2a_{n-1} + 2$$。

设 $$a_n + 2 = 2(a_{n-1} + 2)$$,则 $$\{a_n + 2\}$$ 是等比数列,首项 $$a_1 + 2 = 3$$,公比 $$2$$,故 $$a_n + 2 = 3 \times 2^{n-1}$$,即 $$a_n = 3 \times 2^{n-1} - 2$$。

因此,$$S_n = 2a_n - 2n + 1 = 3 \times 2^n - 4n - 1$$,代入 $$n=10$$ 得 $$S_{10} = 3 \times 2^{10} - 40 - 1 = 3072 - 41 = 3031$$。

选项中 $$3 \times 2^{10} - 23 = 3072 - 23 = 3049$$ 不符,但 $$3 \times 2^9 - 19 = 1536 - 19 = 1517$$ 也不符,重新检查计算步骤。

实际上,$$S_n = 2a_n - 2n + 1 = 2(3 \times 2^{n-1} - 2) - 2n + 1 = 3 \times 2^n - 4 - 2n + 1 = 3 \times 2^n - 2n - 3$$。

代入 $$n=10$$ 得 $$S_{10} = 3 \times 2^{10} - 20 - 3 = 3072 - 23 = 3049$$,对应选项 C

2. 解析:

已知 $$a_{n+1} = \frac{a_n}{a_n + 1}$$,取倒数得 $$\frac{1}{a_{n+1}} = 1 + \frac{1}{a_n}$$,即 $$\frac{1}{a_{n+1}} - \frac{1}{a_n} = 1$$。

因此,$$\left\{\frac{1}{a_n}\right\}$$ 是等差数列,首项 $$\frac{1}{a_1} = 1$$,公差 $$1$$,故 $$\frac{1}{a_n} = n$$,即 $$a_n = \frac{1}{n}$$。

所以 $$a_{2022} = \frac{1}{2022}$$,对应选项 D

3. 解析:

已知 $$a_{m+n} = a_m + a_n + mn$$,令 $$m=1$$ 得 $$a_{n+1} = a_n + a_1 + n = a_n + n + 1$$。

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

因此,$$\frac{1}{a_n} = \frac{2}{n(n+1)} = 2\left(\frac{1}{n} - \frac{1}{n+1}\right)$$,求和得 $$\sum_{t=1}^{2019} \frac{1}{a_t} = 2\left(1 - \frac{1}{2020}\right) = \frac{4038}{2020} = \frac{2019}{1010}$$,对应选项 C

4. 解析:

已知 $$S_3 = 13$$ 且 $$a_{n+1} = 2S_n + 1$$,当 $$n=1$$ 时,$$a_2 = 2S_1 + 1 = 2a_1 + 1$$。

当 $$n=2$$ 时,$$a_3 = 2S_2 + 1 = 2(a_1 + a_2) + 1 = 2a_1 + 2(2a_1 + 1) + 1 = 6a_1 + 3$$。

由 $$S_3 = a_1 + a_2 + a_3 = a_1 + (2a_1 + 1) + (6a_1 + 3) = 9a_1 + 4 = 13$$,解得 $$a_1 = 1$$。

递推得 $$a_2 = 3$$,$$a_3 = 9$$,$$a_4 = 2S_3 + 1 = 27$$,$$a_5 = 2S_4 + 1 = 2(1 + 3 + 9 + 27) + 1 = 81$$。

求 $$S_n > a_5 = 81$$ 的最小 $$n$$,计算 $$S_5 = 1 + 3 + 9 + 27 + 81 = 121 > 81$$,但 $$S_4 = 40 < 81$$,故最小 $$n=5$$,对应选项 D

5. 解析:

已知 $$S_n = 3^n + 2n + 1$$,当 $$n=1$$ 时,$$a_1 = S_1 = 6$$。

当 $$n \geq 2$$ 时,$$a_n = S_n - S_{n-1} = 3^n + 2n + 1 - (3^{n-1} + 2(n-1) + 1) = 2 \times 3^{n-1} + 2$$。

因此,$$a_n = \begin{cases} 6, & n=1 \\ 2 \times 3^{n-1} + 2, & n \geq 2 \end{cases}$$,对应选项 D

6. 解析:

已知 $$S_n = n^2 - 2n + 1$$,则 $$a_4 = S_4 - S_3 = (16 - 8 + 1) - (9 - 6 + 1) = 9 - 4 = 5$$,对应选项 B

7. 解析:

已知 $$\sqrt{a_1} + \sqrt{a_2} + \cdots + \sqrt{a_n} = n^2 + 3n$$,令 $$n=1$$ 得 $$\sqrt{a_1} = 4$$,即 $$a_1 = 16$$。

当 $$n \geq 2$$ 时,$$\sqrt{a_n} = (n^2 + 3n) - ((n-1)^2 + 3(n-1)) = 2n + 2$$,故 $$a_n = 4(n+1)^2$$。

因此,$$\frac{a_n}{n+1} = 4(n+1)$$,求和得 $$\sum_{k=1}^n \frac{a_k}{k+1} = 4 \sum_{k=1}^n (k+1) = 4 \times \frac{(n+2)(n)}{2} = 2n(n+2) = 2n^2 + 4n$$。

选项中无匹配,重新检查:$$\sqrt{a_n} = 2n + 2$$,故 $$a_n = 4(n+1)^2$$,$$\frac{a_n}{n+1} = 4(n+1)$$,求和为 $$4 \times \frac{n(n+3)}{2} = 2n^2 + 6n$$,对应选项 A

8. 解析:

已知 $$S_n = \frac{1}{2}(a_{n+1} - 1)$$,当 $$n=1$$ 时,$$S_1 = a_1 = \frac{1}{2}(a_2 - 1)$$,解得 $$a_2 = 3$$。

当 $$n=2$$ 时,$$S_2 = a_1 + a_2 = 4 = \frac{1}{2}(a_3 - 1)$$,解得 $$a_3 = 9$$。

递推得 $$a_{n+1} = 2S_n + 1$$,类似题4,可得 $$a_n = 3^{n-1}$$,故 $$\frac{1}{a_n} = \frac{1}{3^{n-1}}$$。

求和 $$T_n = \sum_{k=1}^n \frac{1}{3^{k-1}} = \frac{1 - 3^{-n}}{1 - \frac{1}{3}} = \frac{3}{2}(1 - 3^{-n})$$。

要求 $$|T_n - \frac{3}{2}| < \frac{1}{500}$$,即 $$3^{-n} < \frac{1}{750}$$,解得 $$n \geq 6$$,对应选项 C

9. 解析:

已知 $$S_n = 2^{n+1} - 2$$,当 $$n=1$$ 时,$$a_1 = S_1 = 2$$。

当 $$n \geq 2$$ 时,$$a_n = S_n - S_{n-1} = 2^{n+1} - 2 - (2^n - 2) = 2^n$$。

因此,$$a_n^2 = 4^n$$($$n \geq 1$$),求和得 $$\sum_{k=1}^n a_k^2 = \frac{4(4^n - 1)}{3}$$,对应选项 C

10. 解析:

已知 $$a_n = \begin{cases} 2, & n \leq 5 \\ a_1 a_2 \cdots a_{n-1} - 1, & n \geq 6 \end{cases}$$,计算前几项:$$a_1 = a_2 = \cdots = a_5 = 2$$。

$$a_6 = a_1 a_2 \cdots a_5 - 1 = 2^5 - 1 = 31$$。

$$a_7 = a_1 a_2 \cdots a_6 - 1 = 2^5 \times 31 - 1 = 991$$。

设 $$P_k = a_1 a_2 \cdots a_k$$,则 $$P_k = P_{k-1} a_k = P_{k-1}(P_{k-1} - 1)$$,递推得 $$P_k$$ 增长极快。

验证 $$k=5$$ 时,$$P_5 = 32$$,$$a_1^2 + \cdots + a_5^2 = 20 \neq 32$$。

$$k=6$$ 时,$$P_6 = 2^5 \times 31 = 992$$,$$a_1^2 + \cdots + a_6^2 = 20 + 31^2 = 981 \neq 992$$。

继续计算 $$k=17$$ 时满足条件,对应选项 B

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