内容正文:
练案[11] 第一章 数列
§ 4 数列在日常经济生活中的应用
A组·基础自测
一、选择题
1.某产品计划每年成本降低q%,若三年后成本
为a元,则现在的成本是 (C )
A. a(1 + q%)3元 B. a(1 - q%)3元
C. a(1 - q%)3元 D.
a
(1 + q%)3元
2.一个屋顶的某一个斜面成等腰梯形,最上面一
层铺了21块瓦片,往下每一层多铺一块瓦片,
斜面上铺了20层瓦片,共铺了瓦片 (C )
A. 420块B. 630块C. 610块D. 620块
3.某储蓄所计划从2020年起,力争做到每年的
吸储量比前一年增长8%,则2023年底该储蓄
所的吸储量将比2020年的吸储量增加(C )
A. 24%
B. 32%
C.(1. 083 - 1)× 100%
D.(1. 084 - 1)× 1. 083
4.(多选)某纯净水厂在净化过程中,每增加一
次过滤可减少水中杂质的20%,已知水中杂
质减少到原来的5%以下,则过滤的次数可能
为(lg 2≈0. 301 0) (C )
A. 5 B. 10 C. 14 D. 15
5.(多选)《九章算术》第三章“衰分”介绍了比
例分配问题,“衰分”是按比例递减分配的意
思,通常称递减的比例为“衰分比”.如:已知
A,B,C三人分配奖金的“衰分比”为10%,若
A分得奖金1 000元,则B,C所分得奖金分别
为900元和810元.甲、乙、丙、丁四人入股某
种理财产品,其中一个月的月度分红为59 040
元,若甲、乙、丙、丁按照一定的“衰分比”分
配,且甲与丙共获得32 800元,则下列说法正
确的是 (B )
A.四人本月分红的“衰分比”为80%
B.本月丙所获得的分红为12 800元
C.四人本月分红的“衰分比”为20%
D.本月甲所获得的分红为19 680元
二、填空题
6.一种专门侵占内存的计算机病毒的大小为
2 KB,它每3 s自身复制一次,复制后所占内
存是原来的两倍,则内存为64 MB(1 MB =
210 KB)的计算机开机后经过45 s,内存被
占完.
7.有n台型号相同的联合收割机,现收割一片
土地上的小麦,若同时投入工作,则到收割完
毕需要24小时,现在这些收割机是每隔相同
的时间依次投入工作的,每一台投入工作后
都一直工作到小麦收割完毕.如果第一台收
割机工作的时间是最后一台的5倍,则用这种
方法收割完这片土地上的小麦需要40
小时.
8.某住宅小区计划植树不少于100棵,若第一
天植2棵,以后每天植树的棵数是前一天的2
倍,则需要的最少天数n(n∈N +)等于6 .
三、解答题
9.为了加强环保建设,提高社会效益和经济效
益,某市计划用若干年时间更换一万辆燃油
型公交车.每更换一辆新车,则淘汰一辆旧
车,更换的新车为电力型车和混合动力型车.
今年初投入了电力型公交车128辆,混合动
力型公交车400辆,计划以后电力型车每年
的投入量比上一年增加50%,混合动力型车
每年比上一年多投入a辆.设an,bn分别为第
n年投入的电力型公交车、混合动力型公交车
的数量,设Sn,Tn分别为n年里投入的电力型
公交车、混合动力型公交车的总数量.
(1)求Sn,Tn,并求n年里投入的所有新公交
车的总数Fn;
(2)该市计划用7年的时间完成全部更换,求
a的最小值
.
—098—
B组·能力提升
一、选择题
1.一个卷筒纸,其内圆直径为4 cm,外圆直径为
12 cm,一共卷60层,若把各层都视为一个同
心圆,π = 3. 14,则这个卷筒纸的长度为(精确
到个位) (B )
A. 14 m B. 15 m
C. 16 m D. 17 m
2.某人从2019年1月1日起,且以后每年1月1
日到银行存入a元(一年定期),若年利率r
保持不变,且每年到期后存款均自动转为新
一年定期,到2025年1月1日将所有存款及
利息全部取回,他可取回的钱数(单位为元)
为 (B )
A. a(1 + r)7
B. ar[(1 + r)
7 -(1 + r)]
C. a(1 + r)8
D. ar[(1 + r)
8 -(1 + r)]
3.已知甲、乙两工厂的月产值在2022年1月份
时相同,甲工厂以后每个月比前一个月增加
相同的产值,乙工厂以后每个月比前一个月
产值增加的百分比相同,到2022年11月份发
现两工厂的月产值又是相同的.现比较甲、乙
两工厂2022年6月份的产值,则有(C )
A.甲的产值小于乙的产值
B.甲的产值等于乙的产值
C.甲的产值大于乙的产值
D.不能确定
二、填空题
4.某彩电价格在去年6月份降价10%之后经10,
11,12三个月连续三次回升到6月份降价前的水
平,则这三次价格平均回升率是 .
5.据某校环保小组调查,某区垃圾量的年增长
率为b,2021年产生的垃圾量为a吨,由此预
测,该区下一年的垃圾量为a(1 + b) 吨,
2026年的垃圾量为a(1 + b)5 吨.
三、解答题
6.某人为了出行方便,准备购买新能源汽车.假
设购车费用为14. 4万元,每年应交付保险
费、充电费等其他费用共0. 9万元,汽车的保
养维修费为:第一年0. 2万元,第二年0. 4万
元,第三年0. 6万元,……,等差逐年递增.
(1)设使用n年该车的总费用(包括购车费
用)为f(n),试写出f(n)的表达式;
(2)问这种新能源汽车使用多少年报废最合
算(即该车使用多少年平均费用最少),年平
均费用的最小值是多少?
C组·创新拓展
赣南脐橙果大形正,橙红鲜艳,光洁美观,已
被列为全国十一大优势农产品之一,荣获“中
华名果”等称号.某脐橙种植户为成立一个果
园注入了启动资金800万元,已知每年可获
利20%,但由于竞争激烈,每年年底需要从利
润中取出100万元进行技术改造和广告投
入,方能保持原有的利润率,则至少经过
年,该项目的资金才可以达到或超过翻两番
(即为原来的4倍)的目标? (D )
(参考数据:lg 2≈0. 3,lg 3≈0. 5,lg 5≈0. 7)
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
—099—
由anSn = 9得anSn = an + 1 Sn + 1,所以an + 1an =
Sn
Sn + 1
< 1,又因为各
项为正数,所以an + 1 < an,③正确.
反证法,假设所有项都大于等于1100,取n > 90 000,则an≥
1
100,Sn > 90 000 ×
1
100 = 900,
所以anSn > 900 × 1100 = 9,与anSn = 9矛盾,所以假设错误,④
正确.
6.(1)当n = 1时,4S1 = 4a1 = 3a1 + 4,解得a1 = 4.
当n≥2时,4Sn - 1 = 3an - 1 + 4,所以4Sn - 4Sn - 1 = 4an = 3an -
3an - 1即an = - 3an - 1,
而a1 = 4≠0,故an≠0,故anan - 1 = - 3,
∴数列{an}是以4为首项,- 3为公比的等比数列,所以an =
4·(- 3)n - 1 .
(2)bn =(- 1)n - 1·n·4·(- 3)n - 1 = 4n·3n - 1 .
所以Tn = b1 + b2 + b3 +…+ bn = 4·30 + 8·31 + 12·32 +…+
4n·3n - 1,
故3Tn = 4·31 + 8·32 + 12·33 +…+ 4n·3n,
所以- 2Tn = 4 + 4·31 + 4·32 +…+ 4·3n - 1 - 4n·3n,
=4 +4·3(1 -3
n -1)
1 -3 -4n·3
n =4 +2·3·(3n -1 -1)-4n·3n,
=(2 - 4n)·3n - 2,∴ Tn =(2n - 1)·3n + 1.
C组·创新拓展
CD {an}各项乘10再减4得到数列{bn}:0,3,6,12,24,48,
96,192,…,所以该数列从第2项起构成公比为2的等比
数列,
所以bn = 0,n = 1,3 × 2n - 2,n≥2{ ,所以A错误;
从而an = bn + 410 =
0. 4,n = 1,
0. 3 × 2n - 2 + 0. 4,n≥2{ ,
所以a2 024 = 0. 3 × 22 022 + 0. 4,所以B错误;
当n = 1时,S1 = a1 = 0. 4;
当n≥2时,
Sn = a1 + a2 +…+ an = 0. 4 + 0. 3 ×(20 + 21 +…+ 2n - 2)+ 0. 4
(n - 1)= 0. 4n + 0. 3 × 1 - 2
n - 1
1 - 2 = 0. 4n + 0. 3 × 2
n - 1 - 0. 3.
当n = 1时,S1 = 0. 4也符合上式,所以Sn = 0. 4n + 0. 3 × 2n - 1
- 0. 3,所以C正确;
因为nbn = 0,n = 1,3n × 2n - 2,n≥2{ ,所以当n = 1时,T1 = b1 = 0,
当n≥2时,Tn = b1 + 2b2 + 3b3 +…+ nbn = 0 + 3(2 × 20 + 3 × 21
+ 4 × 22 +…+ n × 2n - 2),
2Tn = 3(2 × 21 + 3 × 22 + 4 × 23 +…+ n × 2n - 1),
所以- Tn = 0 + 3(2 + 21 + 22 +…+ 2n - 2 - n × 2n - 1)
= 3 2 + 2 - 2
n - 1
1 - 2 - n × 2
n( )- 1
= 3(1 - n)× 2n - 1,
所以Tn = 3(n - 1)× 2n - 1 .
又当n = 1时,T1也满足上式,所以Tn = 3(n - 1)× 2n - 1,所以
D正确.
练案[11]
A组·基础自测
1. C 设现在的成本为x 元,则x(1 - q%)3 = a,故x =
a
(1 - q%)3 .故选C.
2. C 由题意每层所铺瓦片数构成一个以1为公差、以21为首
项的等差数列,求前20项的和,
所以共铺了瓦片S20 =20 ×21 +20 ×192 ×1 =610(块).
3. C 设2020年吸储量为a.
则2021年吸储量为a(1 + 8%),
2022年吸储量为a(1 + 8%)2,
2023年吸储量为a(1 + 8%)3,
∴ 2023年底比2020年增加(1. 083 - 1)× 100% .
4. CD 设原杂质数为1,
由题意,得每次过滤杂质数成等比数列,
且a1 = 1,公比q = 1 - 20%,
故an + 1 =(1 - 20%)n .
由题意可知(1 - 20%)n < 5%,
即0. 8n < 0. 05.
两边取对数,得nlg 0. 8 < lg 0. 05,
因为lg 0. 8 < 0,所以n > lg 0. 05lg 0. 8 ,
即n > lg 5 - 2lg 8 - 1 =
1 - lg 2 - 2
3lg 2 - 1 =
- lg 2 - 1
3lg 2 - 1
≈ - 0. 301 0 - 13 × 0. 301 0 - 1≈13. 41,
故取n = 14,15.
5. BC 由题意,可知甲、乙、丙、丁分配的奖金构成等比数列,
设此等比数列为{an},且公比为q,
设甲、乙、丙、丁按照的“衰分比”的值为x,则x =1 - q.
依题意,a1 + a2 + a3 + a4 = 59 040,a1 + a3 = 32 800,则a2 + a4
= 59 040 - 32 800 = 26 240,q = a2 + a4a1 + a3 = 0. 8,所以“衰分比”
的值x = 1 - 0. 8 = 0. 2 = 20%,因为a1 + a3 = a1 + a1q2 = a1(1 +
q2)= a1(1 + 0. 82)= 1. 64a1 = 32 800,a1 = 32 8001. 64 = 20 000,
所以a3 = a1q2 = 20 000 × 0. 82 = 12 800,
所以丙所获得的分红为12 800元.
6. 45 设计算机病毒每次复制后的大小组成等比数列{an},且
a1 = 2 × 2 = 4,q = 2,则an = 4·2n - 1 .
令4·2n - 1 = 64 × 210,得n = 15,即复制15次,共用45 s.
7. 40 设这n台收割机工作的时间(单位:小时)依次为a1,a2,
…,an,依题意,{an}是一个等差数列,且
a1 = 5an,①
a1 + a2 +…+ an = 24n,{ ②
由②得n(a1 + an)2 = 24n,所以a1 + an = 48.③
将①③联立,解得a1 = 40.故用这种方法收割完这片土地上的
小麦需要40小时.
8. 6 设每天植树的棵数组成的数列为{an},
由题意可知它是等比数列,且首项为2,公比为2,所以由题意
可得2(1 - 2
n)
1 - 2 ≥100,即2
n≥51,而25 = 32,26 = 64,n∈N +,所
以n≥6.
9.(1)an,bn分别为第n年投入的电力型公交车、混合动力型公
交车的数量,
依题意知,数列{an}是首项为128,公比为1 + 50% = 32的等
比数列;数列{bn}是首项为400,公差为a的等差数列,所以数
列{an}的前n项和Sn =
128 1 - ( )32[ ]
n
1 - 32
= 256 ( )32
n[ ]- 1 ,
数列{bn}的前n项和Tn = 400n + n(n - 1)2 a
,
—164—
所以经过n年,该市更换的公交车总数
Fn = Sn + Tn = 256 ( )32
n[ ]- 1 + 400n + n(n - 1)2 a.
(2)因为256 ( )32
n[ ]- 1 ,400n + n(n - 1)2 a(a > 0)是关于n
的单调递增函数,因此Fn 是关于n的单调递增函数,所以满
足a的最小值应该是F7≥10 000,即256 ( )32
7[ ]- 1 + 400 ×
7 + 7 × 62 a≥10 000,
解得a≥3 08221 ,又因为a为正整数,
所以a的最小值为147.
B组·能力提升
1. B 纸的厚度相同,且各层同心圆直径成等差数列,则l = πd1
+ πd2 +…+ πd60 = 60π × 4 + 122 = 480 × 3. 14 = 1 507. 2(cm)
≈15 m,故选B.
2. B 2024年1月1日,2023年1月1日,……2019年1月1日
存入钱的本息分别为a(1 + r),a(1 + r)2,…,a(1 + r)6,求和
可得a(1 + r)[1 -(1 + r)
6]
1 -(1 + r) =
a
r [(1 + r)
7 -(1 + r)].
3. C 不妨设2022年1月份甲、乙两工厂的产值均为a,甲工厂
以后每个月比前一个月增加的产值为d(d > 0),乙工厂以后
每个月比前一个月产值增加的百分比为q(q > 0),则由题意
得a + 10d = a(1 + q)10 .易知甲、乙两工厂2022年6月份的产
值分别为a + 5d,a(1 + q)5 = a· a + 10d槡a = a2 + 10槡 ad.又
a2 + 10槡 ad < a + 5d,所以2022年6月甲工厂的产值大于乙
工厂的产值.
4.
3槡30
3 - 1 设6月份降价前的价格为a,三次价格平均回升率
为x,则a × 90% ×(1 + x)3 = a,
∴ 1 + x =
3 10槡9 ,x = 3 10槡9 - 1 = 3槡303 - 1.
5. a(1 + b) a(1 + b)5 2021年产生的垃圾量为a吨,下一年
的垃圾量在2021年的垃圾量的基础之上增长了ab吨,所以
下一年的垃圾量为a(1 + b)吨;2026年是从2021年起再过5
年,所以2026年的垃圾量是a(1 + b)5吨.
6.(1)由题意得f(n)= 14. 4 +(0. 2 + 0. 4 + 0. 6 +…+ 0. 2n)+
0. 9n = 14. 4 + 0. 2n(n + 1)2 + 0. 9n = 0. 1n
2 + n + 14. 4.
(2)设该车的年平均费用为S万元,则有
S = 1n f(n)=
1
n (0. 1n
2 + n + 14. 4)= n10 +
14. 4
n + 1≥2 1.槡44
+ 1 = 3. 4,
当且仅当n10 =
14. 4
n ,即n = 12时,等号成立,即S取最小值
3. 4.
∴这种新能源汽车使用12年报废最合算,年平均费用的最小
值是3. 4万元.
C组·创新拓展
D 设经过n年之后,该果园的资金为an万元,由题意知a1 =
800 ×(1 + 20%)- 100 = 860,an + 1 = an ×(1 + 20%)- 100 =
6
5 an - 100,
又∵ an + 1 - 500 = 65 an( )- 500 ,a1 - 500 = 360≠0,
∴可知an - 500≠0,∴数列{an - 500}为首项为360,公比为
6
5的等比数列,
an - 500 =(a1 - 500)× ( )65
n - 1
= 360 × ( )65
n - 1
,
即an = 360 × ( )65
n - 1
+ 500,
令an≥3 200,可得( )65
n - 1
≥152 ,
∴ (n - 1)lg 65 ≥lg
15
2 ,
∴ n - 1≥
lg 152
lg 65
= lg 15 - lg 2lg 6 - lg 5 =
lg 3 + lg 5 - lg 2
lg 2 + lg 3 - lg 5≈9,
∴ n≥10.故选D.
练案[12]
A组·基础自测
1. C 由a2n + 1知,当n = 1时,等式的左边是1 + a + a2 + a3 .
2. B 由数学归纳法的证明步骤可知,假设n = k(k≥2)为偶数
时命题为真,
则还需要用归纳假设再证n = k + 2,
不是n = k + 1,因为n是偶数,k + 1是奇数,
故选B.
3. C 因为f(k)= k +(k + 1)+(k + 2)+…+(3k - 2),f(k + 1)
=(k + 1)+(k + 2)+…+(3k - 2)+(3k - 1)+ 3k +(3k +
1),则f(k + 1)- f(k)= 3k - 1 + 3k + 3k + 1 - k = 8k.
4. D 当n = k时,左端= 1k + 1 +
1
k + 2 +…+
1
k + k,①
当n = k + 1时,左端= 1k + 2 +
1
k + 3 +…+
1
k + k +
1
2k + 1 +
1
2k + 2,②
② -①得12k + 1 -
1
2k + 2.
5. BD 易知当n = 1时,该同学的证法正确.从n = k到n = k + 1
的推理过程中,该同学没有使用归纳假设,不符合数学归纳法
的证题要求,故推理不正确.
6. 1
22
+ 1
32
+…+ 1
k2
+ 1(k + 1)2 +
1
(k + 2)2 >
1
2 -
1
k + 3 观察不
等式中各项的分母变化,知n = k + 1时,1
22
+ 1
32
+…+ 1
k2
+
1
(k + 1)2 +
1
(k + 2)2 >
1
2 -
1
k + 3.
7. 2k 当n = k时成立,
即f(k)= 1 + 12 +
1
3…+
1
2k - 1
,
则n = k + 1成立时,有f(k + 1)= 1 + 12 +
1
3 +…+
1
2k - 1
+
1
2k
+…+ 1
2k + 2k - 1
,
所以增加的项数是(2k + 2k - 1)-(2k - 1)= 2k .
8. - n + 1n + 2 因为当n≥2时,有an = Sn - Sn - 1,因此由Sn +
1
Sn
+ 2
= an,可得Sn + 1Sn + 2 = Sn - Sn - 1,化简得Sn = -
1
2 + Sn - 1
,因
为S1 = a1 = - 23 ,
所以S2 = - 12 + S1 = -
1
2 + -( )23
= - 34
,
—165—