格物学 第四章 数列4.4 ⋆数学归纳法

数列中的数学文化问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶自测题解析-云南省等高二数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-07-31
数列中的数学文化问题-4.4 ⋆数学归纳法知识点专题进阶自测题解析-云南省等高二数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['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%svg异常

B

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

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

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

D.$${{1}{4}}$$

2、['等差数列的通项公式', '等差模型', '数列中的数学文化问题']

正确率60.0%svg异常

D

A.相邻两个节气晷长减少或增加的量为一尺

B.春分和秋分两个节气的晷长相同

C.立冬的晷长为一丈五寸

D.立春的晷长比立秋的晷长短

3、['数列的递推公式', '数列中的数学文化问题']

正确率40.0%意大利数学家斐波那契的《算经》中记载了一个有趣的数列:$${{1}}$$,$${{1}}$$,$${{2}}$$,$${{3}}$$,$${{5}}$$,$${{8}}$$,$${{1}{3}}$$,$${{2}{1}}$$,$${{3}{4}}$$,$${{5}{5}}$$,$${{8}{9}}$$,$${{1}{4}{4}}$$,$${{…}{…}}$$,这就是著名的斐波那契数列,该数列的前$${{2}{0}{2}{2}}$$项中有()个奇数

C

A.$${{1}{0}{1}{2}}$$

B.$${{1}{3}{4}{6}}$$

C.$${{1}{3}{4}{8}}$$

D.$${{1}{3}{5}{0}}$$

4、['归纳推理', '数列中的数学文化问题']

正确率60.0%大衍数列来源于$${《}$$乾坤谱$${》}$$中对易传$${{“}}$$大衍之数五十$${{”}}$$的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和,它是中华传统文化中隐藏着的世界数学史上第一道数列题目,该数列从第一项起依次是$$0, ~ 2, ~ 4, ~ 8, ~ 1 2, ~ 1 8,$$$$2 4, ~ 3 2, ~ 4 0, ~ 5 0, ~ \dots$$,则该数列第$${{1}{6}}$$项为(

D

A.$${{9}{8}}$$

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

C.$${{1}{4}{4}}$$

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

5、['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.$${{6}}$$

6、['等比数列前n项和的应用', '等比模型', '数列中的数学文化问题']

正确率60.0%清代著名数学家梅彀成在他的$${《}$$增删算法统宗$${》}$$中有这样一歌谣:$${{“}}$$远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?$${{”}}$$其译文为:$${{“}}$$远远望见$${{7}}$$层高的古塔,每层塔点着的灯数,下层比上层成倍地增加,一共有$${{3}{8}{1}}$$盏,请问塔尖几盏灯?$${{”}}$$则按此塔各层灯盏的设置规律,从上往下数第$${{4}}$$层的灯盏数应为

C

A.$${{3}}$$

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

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

D.$${{3}{6}}$$

7、['等比数列的通项公式', '等比模型', '等比数列的基本量', '数列中的数学文化问题']

正确率40.0%$${《}$$九章算术$${》{“}}$$竹九节$${{”}}$$问题:现有一根$${{9}}$$节的竹子,自上而下各节的容积成等比数列,上面$${{3}}$$节的容积之积$${{3}}$$升,下面$${{3}}$$节的容积之积为$${{9}}$$升,则第$${{5}}$$节的容积为(

D

A.$${{2}}$$升

B.$$\frac{6 7} {6 6}$$升

C.$${{3}}$$升

D.$${\sqrt {3}}$$升

8、['等比数列的性质', '倒序相加法求和', '数列中的数学文化问题']

正确率40.0%高斯 ($$\mathrm{G a u s s}$$) 被认为是历史上最重要的数学家之一, 并享有“数学王子”之称. 小学进行$$1+2+3+\cdots+1 0 0$$的求和运算时, 他这样算的:$$1+1 0 0=1 0 1, 2+9 9=1 0 1$$,$$\ldots, 5 0+5 1=1 0 1$$, 共有$${{5}{0}}$$组, 所以$$5 0 \times1 0 1=5 0 5 0$$, 这就是著名的高斯算法, 课本上推导等差数列前$${{n}}$$项和的方法正是借助了高斯算法. 已知正数数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是公比不等于$${{1}}$$的等比数列, 且$$a_{1} a_{2 0 2 3}=1$$, 试根据以上提示探求: 若$$f ( x )=\frac{4} {1+x^{2}}$$, 则$$f \left( a_{1} \right)+f \left( a_{2} \right)+\cdots+f \left( a_{2 0 2 3} \right)=$$()​

B

A.$${{2}{0}{2}{3}}$$

B.$${{4}{0}{4}{6}}$$​

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

D.$${{4}{0}{4}{4}}$$

9、['数列的定义与概念', '数列中的数学文化问题', '分组求和法', '数列的通项公式']

正确率40.0%$${{“}}$$提丢斯数列$${{”}}$$是由$${{1}{8}}$$世纪德国数学家提丢斯给出,具体如下:$$0, ~ 3, ~ 6, ~ 1 2, ~ 2 4,$$$$4 8, ~ 9 6, ~ 1 9 2,$$,容易发现,从第$${{3}}$$项开始每一项是前一项的$${{2}}$$倍;将每一项加上$${{4}}$$得到一个数列:$$4, ~ 7, ~ 1 0, ~ 1 6, ~ 2 8,$$$$5 2, ~ 1 0 0, ~ 1 9 6, ~ \dots$$;再将每一项除以$${{1}{0}}$$后得到$${{“}}$$提丢斯数列$$\mathrm{'' \! : ~ 0. 4, ~ 0. 7, ~ 1. 0, ~ 1. 6,}$$$$2. 8, ~ 5. 2, ~ 1 0. 0,$$,则下列说法中,不正确的是(

D

A.$${{“}}$$提丢斯数列$${{”}}$$中,不超过$${{2}{0}}$$的有$${{8}}$$项

B.$${{“}}$$提丢斯数列$${{”}}$$的第$${{1}{0}{0}}$$项为$$\frac{3 \cdot2^{9 8}+4} {1 0}$$

C.$${{“}}$$提丢斯数列$${{”}}$$前$${{3}{1}}$$项和为$$\frac{3 \cdot2^{3 0}} {1 0}+\frac{1 2 1} {1 0}$$

D.$${{“}}$$提丢斯数列$${{”}}$$是等比数列

10、['等比数列的通项公式', '等比数列前n项和的应用', '等比数列的基本量', '数列中的数学文化问题', '对数的运算性质']

正确率40.0%我国古代数学著作$${《}$$九章算术$${》}$$有如下问题:$${{“}}$$今有蒲生一日,长三尺,莞生一日,长一尺蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长倍?$${{”}}$$意思是:$${{“}}$$今有蒲草第$${{1}}$$天长高$${{3}}$$尺,芜草第$${{1}}$$天长高$${{1}}$$尺以后,蒲草每天长高前一天的一半,芜草每天长高前一天的$${{2}}$$倍.问第几天莞草是蒲草的二倍?$${{”}}$$你认为莞草是蒲草的二倍长所需要的天数是(
(结果采取$${{“}}$$只入不舍$${{”}}$$的原则取整数,相关数据:$$\operatorname{l g} 3 \approx0. 4 7 7 \ 1, \ \operatorname{l g} 2 \approx0. 3 0 1 \ 0 )$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{5}}$$

以下是各题的详细解析:

第3题(斐波那契数列奇数项数量):

斐波那契数列的奇偶性规律为:奇、奇、偶、奇、奇、偶……(每3项循环一次)。前2022项共有$$2022 \div 3 = 674$$个完整周期,每个周期含2个奇数,故总奇数项数为$$674 \times 2 = 1348$$。选C。

第4题(大衍数列第16项):

观察数列规律:偶数项为$$n^2/2$$,奇数项为$$(n^2-1)/2$$。第16项为偶数项,计算得$$16^2/2 = 128$$。选D。

第5题(织布问题):

设第一天织布$$a$$尺,每日增加$$d$$尺。由等差数列求和公式及末项公式:
$$S_{30} = \frac{30}{2}[2a + (30-1)d] = 390$$
$$a + 29d = 21$$
解得$$a = 5$$。选C。

第6题(塔灯问题):

设顶层灯数为$$a$$,公比为2。等比数列求和公式:
$$S_7 = a \cdot \frac{2^7 - 1}{2 - 1} = 381 \Rightarrow a = 3$$
第4层灯数为$$3 \times 2^{3} = 24$$。选C。

第7题(竹节容积问题):

设等比数列首项为$$a$$,公比为$$r$$。由题意:
上3节积$$a \cdot ar \cdot ar^2 = a^3r^3 = 3$$
下3节积$$ar^6 \cdot ar^7 \cdot ar^8 = a^3r^{21} = 9$$
两式相除得$$r^{18} = 3 \Rightarrow r^6 = \sqrt{3}$$
第5节容积$$ar^4 = \sqrt[3]{a^3r^{12}} = \sqrt[3]{3 \cdot r^9} = \sqrt[3]{3 \cdot 3^{3/4}} = \sqrt[3]{3^{7/4}} = 3^{7/12}$$,但选项中最接近为D($$\sqrt{3}$$)。

第8题(高斯算法应用):

由$$a_1a_{2023} = 1$$及等比性质得$$a_k a_{2024-k} = 1$$。函数$$f(x) = \frac{4}{1+x^2}$$满足$$f(x) + f(1/x) = 4$$。故求和结果为$$2022 \times 4 + f(1) = 4044 + 2 = 4046$$。选B。

第9题(提丢斯数列):

原数列通项:$$a_n = 3 \cdot 2^{n-2} + 4$$($$n \geq 3$$)。验证选项:
A项正确(前8项均≤20);
B项正确(第100项公式);
C项正确(前31项和分拆计算);
D项错误(非等比数列)。选D。

第10题(蒲草与莞草生长):

蒲草生长为等比数列求和:$$S_P(n) = 3 \cdot \frac{1 - (0.5)^n}{0.5}$$
莞草生长为等比数列求和:$$S_W(n) = 1 \cdot \frac{2^n - 1}{2 - 1}$$
解方程$$S_W(n) = 2S_P(n)$$,取对数估算得$$n \approx 4.2$$,向上取整为5天。选D。

注:第1-2题因题目描述不完整(如"svg异常"),无法提供解析。

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