内容正文:
周末滚动诊断卷2 数列
(考试时间:120分钟 满分:150分)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.在复平面内,复数z=对应的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
A [因为z==
==-2+i.
所以复数z对应的点的坐标为.
故选A.]
2.(2025·潍坊市昌乐县模拟)已知等差数列的前n项和为Sn,若a1=2,a3+a9=24,则S6=( )
A.12 B.14
C.42 D.84
C [因为数列为等差数列,所以a3+a9=2a6,所以a6=12.
所以S6===42.
故选C.]
3.(2025·湖南长沙市芙蓉区模拟)若1,a,b成等差数列,3,a+2,b+5成等比数列,则等差数列的公差为( )
A.3 B.3或-1
C.-3 D.3或-3
A [∵1,a,b成等差数列,3,a+2,b+5成等比数列,则
解得或(舍去).
∴等差数列的公差为b-a=3.
故选A.]
4.(2025·山西太原模拟)北斗七星是夜空中的七颗亮星,我国汉代纬书《春秋运斗枢》就有记载,它们所成的图形像我国古代舀酒的斗,故命名北斗七星.北斗七星不仅是天上的星象,还是古人藉以判断季节的依据之一.如图,用点A,B,C,D,E,F,G表示某季节的北斗七星,其中B,D,E,F看作共线,其他任何三点均不共线,若过这七个点中任意三个点作三角形,则所作的不同三角形的个数为( )
A.35 B.34
C.31 D.30
C [从这七个点中任意选取三个点作三角形有=35(个),
其中共线的四点中有=4(个)不能构成三角形,
所以不同的三角形有31个,
故选C.]
5.已知等比数列{an}递增,前n项和为Sn,a4a5=3,a3+a6=4,则=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
D [根据等比数列{an}的性质可得,a3a6=a4a5=3,
又a3+a6=4,又因为{an}是递增数列,
解得a3=1,a6=3,因为q3=,
所以数列{an}的公比q满足q3=3,
所以==1+q3=4.
故选D.]
6.[新定义]定义两个平面向量a,b之间的一种运算:a*b=|a||b|·sin θ,其中θ是向量a,b的夹角,则对于非零向量a,b,下列结论不一定成立的是( )
A.该运算满足交换律,即a*b=b*a
B.若向量a,b共线,则a*b=0
C.a*b的值等于以a,b为邻边的平行四边形的面积
D.对任意向量c,有(a+b)*c=a*c+b*c
D [对于A选项,根据定义,
a*b=b*a=|a||b|sin θ,故A选项一定成立;
对于B选项,若向量a,b共线,则θ=0或π,则sin θ=0,所以a*b=0,故B选项一定成立;
对于C选项,以a,b为邻边的平行四边形的面积为2×|a||b|sin θ=|a||b|sin θ=a*b,故C选项一定成立;
对于D选项,若c=a+b且a与b不共线,则(a+b)*c=c*c=0,但a*c+b*c≠0,故D选项不一定成立.
故选D.]
7.已知数列的前n项和为Sn,且满足S1=2,3Sn=an,则使不等式Sn<2 026成立的n的最大值为( )
A.15 B.17
C.20 D.22
B [由3Sn=an,当n2时,得3Sn-1=an-1,
两式相减并整理得=,则··…·=×…×,n2,即=,n2,
又因为a1=S1=2,所以an=n,n2,
当n=1时也满足上式,所以an=n,n∈N*,
则Sn=,n∈N*,显然Sn随n的增大而增大,
又S17=1 938<2 026,S18=2 280>2 026,n的最大值为17.
故选B.]
8.[易错题]已知-<α<0,-π<β<-,sin 2α-sin β+sin =0,则cos α+sin =( )
A.1 B.0
C.-1 D.
B [sin 2α-sin β+sin =sin 2α-sin β+sin 2αcos β+cos 2αsin β=0,
即sin 2α=sin β,
则2sin αcos α=2sin βsin2α,
因为-<α<0,则sinα≠0,
化简得cos α=sin βsin α,
即cos αcos β-sin βsin α=-cos α,
即cos =-cos α=cos ,
因为-<α<0,-π<β<-,
则-<α+β<-,-<α-π<-π,
故α+β=α-π或α+β+α-π=-2π,
即β=-π(舍去)或2α+β=-π,
则cos α+sin =cos α+sin =cos α-cos α=0.
故选B.]
二、选择题:本题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.(2025·上海市嘉定区二模)已知实数a,b满足a>b,则下列不等式中,恒成立的是( )
A.a3>b3 B.>1
C.a2+b2>2ab D.2a>2b
ACD [对于A,函数y=x3在R上单调递增,若a>b,必有a3>b3,不等式恒成立;
对于B,当a=-1,b=-2时,a>b,但=<1,不等式不恒成立;
对于C,a>b,根据基本不等式可知a2+b2>2ab,不等式恒成立;
对于D,函数y=2x在R上单调递增,若a>b,必有2a>2b,不等式恒成立.
故选ACD.]
10.(2025·广东珠海模拟)已知在首项为1,公差为d的等差数列{an}中,a1,a2,a6是等比数列{bn}的前三项,数列{an}的前n项和为Sn,则( )
A.d=0或d=3 B.Sn=
C.是等差数列 D.bn=4n-1
AC [由已知可得,a2=1+d,a6=1+5d,
∵a1,a2,a6是等比数列{bn}的前三项,
∴(1+d)2=1×(1+5d),解得d=0或d=3,故A正确;
当d=0时,Sn=n,
当d=3时,Sn=n+=,故B错误;
由上述解析知,=1或=,数列是等差数列,故C正确;
当d=0时,bn=1,当d=3时,bn=4n-1,故D错误.
故选AC.]
11.设函数f=,数列满足x1=,xn+1=f,则( )
A.x2=
B.f+f为定值
C.数列为等比数列
D.xn<1+
ACD [由xn+1=f=,x1=,则x2===,故A正确;
由f+f=
==,
则显然f+f不是常数,故B错误;
由===5·,又=5,则=5,
则数列是以5为首项,5为公比的等比数列,故C正确;
则=5n,即xn=+1,
由1+-xn=1+=>0,则xn<1+,故D正确.
故选ACD.]
三、填空题:本题共3个小题,每小题5分,共15分.
12.已知等差数列{an}的首项为3,公差为2,则a10= .
21 [因为等差数列{an}的首项为3,公差为2,
则a10=a1+9d=3+9×2=21.]
13.已知集合A=,B=,若A∪B=A,则实数a= .
0或2 [因为A∪B=A,
所以B⊆A.
根据集合中元素的互异性,可知a2≠1⇒a≠1且a≠-1.
若a2=0⇒a=0,此时A=,B=,满足B⊆A.
若a2=a+2,化简得=0,解得a=2或a=-1(舍去).
此时A=,B=,满足B⊆A.
综上a=0或2.]
14.(2025·广东湛江二模)将数列{3n+2}与{4n}中所有的项去掉它们的公共项后,剩余的项从小到大排序得到数列{an},则a5= ,{an}的前202项和为 .
14 49 609 [{3n+2}与{4n} 的公共项为12n-4,去掉它们的公共项后,
剩余的项从小到大排序为4,5,11,12,14,16,17,23,24,26,28,29,…,
所以a5=14,且每两个相邻的公共项之间有5项,
以这5项的和为一项构成的新数列是首项为70,公差为60的等差数列.
因为(202-2)÷5=40,
所以{an}的前202项和为4+5+40×70+=49 609.]
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(13分)[结构不良题](2025·北京市房山区月考)已知等差数列{an}满足a5=9,a3+a9=22.
(1)求{an}的通项公式.
(2)等比数列{bn}的前n项和为Sn,且b1=a1,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知条件,求满足Sn<2 026的n的最大值.
条件①:b3=a1+a2;
条件②:S3=7;
条件③:bn+1>bn.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
[解] (1)设等差数列{an}的公差为d,
∵a5=9,a3+a9=22,
∴a1+4d=9,2a1+10d=22,
解得a1=1,d=2,
∴an=1+2(n-1)=2n-1.
(2)(ⅰ)选择①②:因为an=2n-1,
所以a1=1,a2=3,
所以b1=1.
因为b3=a1+a2,
所以b3=4,
因为S3=7,b1=1,b3=4,
所以b2=2,
因为数列{bn}为等比数列,设公比为q,
所以q=2,
所以Sn==2n-1,
所以2n-1<2 026,
解得n10.
即满足Sn<2 026的n的最大值为10.
(ⅱ)选择①③:因为an=2n-1,
所以a1=1,a2=3,
所以b1=1.
因为b3=a1+a2,
所以b3=4,
因为数列{bn}为等比数列,设公比为q,
所以q2=4,
因为bn+1>bn,
所以b2>b1,
所以q=2,
所以Sn==2n-1,
所以2n-1<2 026,
解得n10.
即满足Sn<2 026的n的最大值为10.
(ⅲ)选择②③:因为an=2n-1,
所以a1=1,a2=3,
所以b1=1,
因为S3=7,
所以b1+b2+b3=7,
因为数列{bn}为等比数列,设公比为q,
所以1+q+q2=7,
解得q=2或q=-3,
因为bn+1>bn,
所以b2>b1,
所以q=2,
所以Sn==2n-1,
所以2n-1<2 026,
解得n10.
即满足Sn<2 026的n的最大值为10.
16.(15分)(2025·山东济南模拟)已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且a2cos B+ab cos A=2c.
(1)求a;
(2)若A=,且△ABC的周长为2+,求△ABC的面积.
[解] (1)由题设a(a cos B+b cos A)=2c,由正弦定理有
a(sin A cos B+sin B cos A)=2sin C,
所以a sin (A+B)=2sin C,而A+B=π-C,故a sin C=2sin C,又sin C>0,
所以a=2.
(2)由(1)及已知,有cos A===-,可得b2+c2+bc=4,
又a+b+c=2+,即b+c=,
所以(b+c)2-bc=5-bc=4,解得bc=1,
故S△ABC=bc sin A=.
17.(15分)(2025·贵州贵阳模拟)对于数列{an},记区间(1,an)内偶数的个数为bn,则称数列{bn}为{an}的偶数列.
(1)若数列{dn}为数列{n3}的偶数列,求d3;
(2)若数列{cn}为数列{2n+1+3}的偶数列,证明:数列{cn-1}为等比数列;
(3)在(2)的前提下,若数列{bn}为等差数列{an}的偶数列,a1=5,a5=13,求数列{bncn}的前n项和Sn.
[解] (1)在区间(1,33)内的偶数为2,4,…,26,共有13个,可得d3=13.
(2)证明:在区间(1,2n+1+3)内的偶数有2,4,…,2n+1,2n+1+2,
可得cn=+1=2n+1,
即有cn-1=2n,则数列{cn-1}是首项和公比均为2的等比数列.
(3)若数列{bn}为等差数列{an}的偶数列,a1=5,a5=13,
设等差数列{an}的公差为d,可得5+4d=13,解得d=2,
则an=5+2(n-1)=2n+3,
则bn=+1=n+1,
bncn=(n+1)·2n+(n+1),
设Tn=2×2+3×22+…+(n+1)·2n,
2Tn=2×22+3×23+…+(n+1)·2n+1,
相减可得-Tn=4+22+…+2n-(n+1)·2n+1=2+-(n+1)·2n+1,
化简得Tn=n·2n+1,
则Sn=n·2n+1+n(2+n+1)=n·2n+1+.
18.(17分)(2025·山西太原月考)已知{an}是等差数列,{bn}是各项都为正数的等比数列,且a1=2,b1=1,a3+b2=8,a2=b3.
(1)求{an},{bn}的通项公式.
(2)已知数列{cn}的前n项和为Sn,且2cn-Sn=an.
(ⅰ)证明:数列{cn+1}是等比数列;
(ⅱ)设数列{dn}满足dn=cn+log2bn+1,求{dn}的前n项和Tn.
[解] (1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q(q>0),
因为a1=2,b1=1,a3+b2=8,a2=b3,
所以2+2d+q=8,2+d=q2,解得d=q=2(负的舍去),
所以an=2n,bn=2n-1.
(2)(ⅰ)证明:当n=1时,2c1-c1=1,即c1=1,
当n2时,联立
①-②,可得2cn-2cn-1-cn=1,即cn=2cn-1+1,
所以==2,
又c1+1=2,所以{cn+1}是以2为首项,2为公比的等比数列.
(ⅱ)由(ⅰ)可得cn+1=2n,则cn=2n-1,dn=2n+n-1,
所以Tn=d1+d2+d3…+dn-1+dn
=(21+22+23+…+2n-1+2n)+(0+1+2+…+n-2+n-1)==2n+1+-2.
19.(17分)[学科内综合](2025·烟台、德州联考模拟节选)近年来,全球数字化进程持续加速,人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)已然成为科技变革的核心驱动力.有媒体称DeepSeek开启了我国AI新纪元.某高校拟与某网络平台合作组织学生参加与AI知识有关的网络答题活动,为了解男女学生参与答题意愿的差异,用比例分配的分层随机抽样方法在全体学生中抽取100人,设事件A=“学生报名参加答题活动”,B=“学生为男生”,据统计P(A)=,P(B|A)=,P(A|B)=.
(1)根据已知条件,完成下列2×2列联表,并依据小概率值α=0.005的独立性检验,能否推断该校学生报名参加答题活动与性别有关联?
单位:人
答题活动
性别
合计
男生
女生
未报名参加
报名参加
合计
100
(2)网络答题规则:答题活动不限时间,不限轮次,答多少轮由选手自行确定;每轮均设置m道题,选手参与该轮答题,则至少答一道题,一旦答对一题,则其本轮答题结束,答错则继续答题,直到第m道题答完,本轮答题结束.已知甲同学报名参加答题活动,假设甲每道题回答是否正确相互独立,且每次答对的概率均为.求甲在一轮答题过程中答题数量ξ的数学期望.
参考公式与数据:
χ2=,其中n=a+b+c+d.
α
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
xα
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
[解] (1)因为P(A)=,所以报名参加答题活动人数为100×=45,
又因为P=,所以报名参加答题活动的男生人数为45×=30,
报名参加答题活动的女生人数为45-30=15,
又P=,所以样本中男生人数为30÷=50,女生人数为50,
得到2×2列联表为
单位:人
答题活动
性别
合计
男生
女生
未报名参加
20
35
55
报名参加
30
15
45
合计
50
50
100
零假设为H0:学生报名参加答题活动与性别无关,
则χ2==≈9.091>7.879=x0.005,
依据小概率值α=0.005的独立性检验,我们推断H0不成立,
即认为学生报名参加答题活动与性别有关联,此推断犯错误的概率不大于0.005.
(2)设甲完成一轮答题,答题数量为随机变量ξ,则ξ的所有可能取值为1,2,3,…,m,
其中p(ξ=i)=(i=1,2,3,…,m-1),p=,
所以E=+2×+3×+…++m×.
E=+2×+3×+…++m×,
以上两式错位相减得
E=+…++-m×,
所以E=1++…++-3m·=-3m·=3-2·.
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