格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

并项求和法-4.4 ⋆数学归纳法知识点教师选题进阶单选题自测题解析-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-09
并项求和法-4.4 ⋆数学归纳法知识点教师选题进阶单选题自测题解析-新疆维吾尔自治区等高二数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['数列的递推公式', '并项求和法']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n}=( n+1 ) \cdot\operatorname{s i n} \frac{( n+1 ) \pi} {2} ( n \geqslant2, n \in{\bf N} ), S_{n}$$​是数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,则$$S_{2 0 2 5}=$$(

C

A.$${{5}{1}{0}}$$

B.$${{5}{0}{8}}$$

C.$${{1}{0}{1}{3}}$$

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

2、['并项求和法', '数列的通项公式']

正确率40.0%已知函数$$f ( x )=x^{2} \mathrm{c o s} \pi x,$$数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n}=f ( n )+f ( n+1 ) ( n \in{\bf N}^{*} ),$$设$${{S}_{n}}$$为$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,则$$S_{2 n}=$$(

D

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

B.$${{2}{n}}$$

C.$$- 2 n-1$$

D.$${{−}{2}{n}}$$

3、['公式法求和', '裂项相消法求和', '并项求和法']

正确率40.0%下列说法正确的是(

D

A.对于$${{n}{∈}{{N}^{∗}}{,}}$$都有$$\frac1 {( 2 n-1 ) ( 2 n+1 )}=2 ( \frac1 {2 n-1}-\frac1 {2 n+1} )$$

B.数列{$$\frac1 {n ( n+2 )}$$}的前$${{n}}$$项和等于$$1-\frac{1} {n+2}$$

C.$$1+m+m^{2}+\ldots+m^{2 0}=\frac{1-m^{2 0}} {1-m}$$

D.若在数列{$${{a}_{n}}$$}中$$a_{n}=(-1 )^{n} ( 3 n-1 ),$$则其前$${{3}{0}}$$项和为$${{4}{5}}$$

4、['数列的前n项和', '并项求和法']

正确率19.999999999999996%在数列{$${{a}_{n}}$$}中$$a_{1}=-1, \, \, a_{n} \cdot a_{n+1}=-2,$$则{$${{a}_{n}}$$}的前$${{2}{0}{0}}$$项和$$S_{2 0 0=}$$(

D

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{−}{{1}{0}{0}}}$$

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

5、['数列的递推公式', '并项求和法']

正确率40.0%设$${{S}_{n}}$$为数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,若$$a_{n}+a_{n+1}=2 n-1,$$且存在$${{k}{∈}{{N}^{∗}}{,}}$$使得$$S_{k}=S_{k+1}=1 9 0,$$则$${{a}_{1}}$$的取值集合为(

A

A.$${{\{}{{−}{{2}{0}}{,}{{1}{9}}}{\}}}$$

B.$${{\{}{{−}{{2}{0}}{,}{{2}{0}}}{\}}}$$

C.$${{\{}{{−}{{2}{9}}{,}{{1}{0}}}{\}}}$$

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

6、['并项求和法']

正确率60.0%数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式是$$a_{n}=(-1 )^{n} ( 2 n-1 ),$$则该数列的前$${{1}{0}{0}}$$项和为(

D

A.$${{−}{{2}{0}{0}}}$$

B.$${{−}{{1}{0}{0}}}$$

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

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

7、['数列的前n项和', '并项求和法']

正确率60.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式是$$a_{n}=\left(-1 \right)^{n} ( 3 n-1 )$$,前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{1 1}$$等于(

D

A.$${{−}{{1}{8}{7}}}$$

B.$${{−}{2}}$$

C.$${{−}{{3}{2}}}$$

D.$${{−}{{1}{7}}}$$

8、['数列的前n项和', '数列的递推公式', '数列的函数特征', '函数的周期性', '并项求和法']

正确率60.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足:$$a_{n+1}=a_{n}-a_{n-1} \left( n \geq2 \right), \; S_{n}$$为数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和,则$$S_{2 1 7}=\alpha$$

C

A.$$2 1 7 a_{2}-a_{1}$$

B.$$2 1 7 a_{1}-a_{2}$$

C.$${{a}_{1}}$$

D.$${{a}_{2}}$$

9、['数列的递推公式', '数列的函数特征', '归纳推理', '并项求和法']

正确率40.0%已知数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的首项为$${{2}}$$,且数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$满足$$a_{n+1}=\frac{a_{n}+1} {a_{n}-1}$$,数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和为$${{S}_{n}}$$,则$$S_{2 0 1 6}$$为(

C

A.$${{5}{0}{3}{7}}$$

B.$${{5}{0}{3}{8}}$$

C.$${{5}{0}{4}{0}}$$

D.$${{5}{0}{4}{2}}$$

10、['数列的前n项和', '并项求和法', '数列的通项公式']

正确率40.0%若数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的通项公式是$$a_{n}=(-1 )^{n} ( 3 n-2 )$$,则$$a_{1}+a_{2}+\ldots+a_{2 0 1 8}=( \mathbf{\tau} )$$

B

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

B.$${{3}{0}{2}{7}}$$

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

D.$${{6}{1}{0}{6}}$$

1. 解析:首先分析数列的通项公式 $$a_{n} = (n+1) \cdot \sin \frac{(n+1)\pi}{2}$$。注意到 $$\sin \frac{(n+1)\pi}{2}$$ 的周期性:

  • 当 $$n+1$$ 为奇数时,$$\sin \frac{(n+1)\pi}{2} = \pm 1$$;
  • 当 $$n+1$$ 为偶数时,$$\sin \frac{(n+1)\pi}{2} = 0$$。

因此,数列的非零项出现在 $$n$$ 为奇数时,即 $$a_{2k-1} = 2k \cdot (-1)^{k+1}$$。计算前 2025 项和 $$S_{2025}$$,其中非零项为前 1013 个奇数项:

$$S_{2025} = \sum_{k=1}^{1013} 2k \cdot (-1)^{k+1} = 2 \sum_{k=1}^{1013} (-1)^{k+1} k$$

分组求和:

$$\sum_{k=1}^{1013} (-1)^{k+1} k = (1-2) + (3-4) + \cdots + (1011-1012) + 1013 = -506 + 1013 = 507$$

因此,$$S_{2025} = 2 \times 507 = 1014$$,但选项中没有 1014,检查发现题目可能有误或选项不全。最接近的选项是 D(1011),但实际计算结果为 1014。

2. 解析:函数 $$f(x) = x^2 \cos \pi x$$,数列 $$a_n = f(n) + f(n+1)$$。注意到 $$\cos \pi n = (-1)^n$$,因此:

$$a_n = n^2 (-1)^n + (n+1)^2 (-1)^{n+1} = (-1)^n (n^2 - (n+1)^2) = (-1)^n (-2n-1)$$

前 $$2n$$ 项和为:

$$S_{2n} = \sum_{k=1}^{2n} (-1)^k (-2k-1) = \sum_{k=1}^{2n} (2k+1)(-1)^{k+1}$$

分组求和:

$$S_{2n} = (3 - 5) + (7 - 9) + \cdots + [(4n-1) - (4n+1)] = -2n$$

因此,答案为 D($$-2n$$)。

3. 解析:逐项分析:

  • A 选项:$$\frac{1}{(2n-1)(2n+1)} = \frac{1}{2} \left( \frac{1}{2n-1} - \frac{1}{2n+1} \right)$$,题目中系数错误,故 A 错误。
  • B 选项:数列 $$\frac{1}{n(n+2)}$$ 的前 $$n$$ 项和为 $$\frac{1}{2} \left(1 + \frac{1}{2} - \frac{1}{n+1} - \frac{1}{n+2}\right)$$,不等于 $$1 - \frac{1}{n+2}$$,故 B 错误。
  • C 选项:等比数列求和公式为 $$\frac{1 - m^{21}}{1 - m}$$,题目中指数错误,故 C 错误。
  • D 选项:数列 $$a_n = (-1)^n (3n - 1)$$ 的前 30 项和分组为 15 对,每对和为 $$(3(2k-1)-1) - (3(2k)-1) = -3$$,总和为 $$15 \times (-3) = -45$$,但题目给出 45,符号相反,故 D 错误。

无正确选项,但题目可能要求选择最接近的,需重新检查。

4. 解析:数列满足 $$a_1 = -1$$ 且 $$a_n \cdot a_{n+1} = -2$$。递推关系:

$$a_{n+1} = -\frac{2}{a_n}$$,因此数列为周期为 2 的数列:

$$a_1 = -1, a_2 = 2, a_3 = -1, a_4 = 2, \ldots$$

前 200 项和为 100 个 $$(-1 + 2) = 1$$,总和为 $$100 \times 1 = 100$$,答案为 D。

5. 解析:数列满足 $$a_n + a_{n+1} = 2n - 1$$,且存在 $$k$$ 使得 $$S_k = S_{k+1} = 190$$。由 $$S_{k+1} = S_k + a_{k+1}$$ 得 $$a_{k+1} = 0$$。代入递推关系:

$$a_k + a_{k+1} = 2k - 1 \Rightarrow a_k = 2k - 1$$

因此,$$S_k = \sum_{i=1}^k a_i = 190$$。假设 $$k$$ 为偶数,分组求和:

$$S_k = (a_1 + a_2) + (a_3 + a_4) + \cdots + (a_{k-1} + a_k) = (1) + (5) + \cdots + (2k-3)$$

这是一个等差数列,公差为 4,项数为 $$\frac{k}{2}$$,首项为 1,和为 $$\frac{k}{2} \left(2 \times 1 + \left(\frac{k}{2} - 1\right) \times 4\right) = \frac{k}{2} (2 + 2k - 4) = \frac{k}{2} (2k - 2) = k(k - 1) = 190$$

解得 $$k = 20$$,代入 $$a_k = 2k - 1 = 39$$,验证 $$S_{20} = 20 \times 19 = 380 \neq 190$$,矛盾。重新推导:

若 $$k$$ 为奇数,设 $$k = 2m + 1$$,则 $$S_k = S_{2m} + a_{2m+1} = m(2m - 1) + (4m + 1) = 2m^2 + 3m + 1 = 190$$,解得 $$m = 9$$,$$k = 19$$。验证 $$S_{19} = 190$$,且 $$a_{20} = 0$$。由递推关系 $$a_1 + a_2 = 1$$,$$a_2 + a_3 = 3$$,解得 $$a_1$$ 的可能值为 $$-20$$ 或 $$19$$,答案为 A($$\{-20, 19\}$$)。

6. 解析:数列 $$a_n = (-1)^n (2n - 1)$$ 的前 100 项和为:

$$S_{100} = (-1 + 3) + (-5 + 7) + \cdots + (-197 + 199) = 2 \times 50 = 100$$,答案为 D。

7. 解析:数列 $$a_n = (-1)^n (3n - 1)$$ 的前 11 项和为:

$$S_{11} = (-2 + 5) + (-8 + 11) + \cdots + (-32) = 3 \times 5 - 32 = -17$$,答案为 D。

8. 解析:数列满足 $$a_{n+1} = a_n - a_{n-1}$$,特征方程为 $$r^2 - r + 1 = 0$$,解为复数根,周期为 6。计算前几项:

$$a_1, a_2, a_3 = a_2 - a_1, a_4 = -a_1, a_5 = -a_2, a_6 = -a_3, a_7 = a_1, \ldots$$

因此,$$S_{217} = 36 \times (a_1 + a_2 + \cdots + a_6) + a_1 = 36 \times 0 + a_1 = a_1$$,答案为 C。

9. 解析:数列满足 $$a_{n+1} = \frac{a_n + 1}{a_n - 1}$$,首项 $$a_1 = 2$$。计算前几项:

$$a_2 = 3, a_3 = 2, a_4 = 3, \ldots$$,周期为 2。前 2016 项和为 1008 个 $$(2 + 3) = 5040$$,答案为 C。

10. 解析:数列 $$a_n = (-1)^n (3n - 2)$$ 的前 2018 项和为:

$$S_{2018} = (-1 + 4) + (-7 + 10) + \cdots + (-6055 + 6058) = 3 \times 1009 = 3027$$,答案为 B。

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点