内容正文:
高二年级4月校内自主训练
数学学科
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题只有一个选项符合要求)
1. 已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 19 B. 25 C. 30 D. 33
【答案】B
【解析】
【详解】法1:设 的公差为 ,由 ,得 ,即 .
由 ,得 ,所以 .
所以 ,所以.
法2:设 的公差为 ,由题意,得 ,
即 , 解得 , .
所以 .
2. 已知等差数列的前n项和为 ,且满足 则 ( )
A. 30 B. 60 C. 90 D. 120
【答案】D
【解析】
【分析】先应用等差数列项的性质计算得出,再结合等差数列求和公式计算求解.
【详解】因为是等差数列,且 ,
又 ,所以,解得,
则 .
3. 已知数列的首项为,对于任意的都有,则“为单调递增的数列”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据题设易得数列的奇数项、偶数项分别构成等差数列,公差均为1,进而结合充分、必要条件的定义判断即可.
【详解】因为,
所以数列的奇数项、偶数项分别构成等差数列,且公差均为1.
若数列为单调递增的数列,则;
所以“为单调递增的数列”是“”的充分条件,
若,要证明数列单调递增,
只需证明对任意恒成立,
当为奇数时,设,
,,
当为偶数时,设,
,,
综上,恒成立,故数列是单调递增数列,
“为单调递增的数列”是“”的充要条件.
故选:C.
4. 已知等比数列的公比,前项和为,且,,成等差数列,若,则( )
A. B. 4 C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,利用等比数列的前项和公式,化简得到,求得,再根据,求出,即可得解.
【详解】由等比数列的前项和公式,
可得,
因为,,成等差数列,可得,
整理得,即,即,
所以,解得或(舍去),
由,可得,
所以.
故选:D.
5. 已知数列满足,,则( ).
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】C
【解析】
【详解】数列中,,,
则,
因此数列是周期数列,周期为3,而,
所以.
6. 已知等差数列的前n项和为,且.当取得最大值时n的值为k,使得成立的最大正整数n的值为m.则的值为( )
A. 28 B. 29 C. 30 D. 31
【答案】B
【解析】
【分析】由可知,结合等差数列的通项公式及前n项和公式确定,即可得.
【详解】因为,所以,
令数列公差为,所以,
所以是单调递减数列,且,则,
所以,则取得最大值时对应,即,
因为,,
且,在开口向下的抛物线上,
所以成立的最大,即,故.
7. 已知数列满足,,,数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,由条件可求得,从而得到,,再由裂项相消法可得,
从而得到结果.
【详解】因为,
所以,
两式相减可得:,即,,
又当时,有也满足上式,
所以.
则,,
则数列的前项和.
所以.
故选:D
8. 在数列中,,,则( )
A. 0 B. 2458 C. 2460 D. 2459
【答案】D
【解析】
【分析】变形给定的递推公式并构造新数列,利用累加法求出通项公式即可.
【详解】由,两边同时除以得:
,
即,
令,则,
则,,
当时,
,而满足上式,因此,
,
所以.
二、多项选择题(本题共3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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9. 下列说法中,不正确的是( )
A. 若,则成等比数列
B. 若数列为等差数列,则数列为等比数列
C. 若等比数列的前项和,则
D. 为等比数列,为前项和,则仍为等比数列
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据等比、等差数列的概念可对AB进行判断,根据与的关系可由求出数列的通项公式,从而判断CD.
【详解】对于A,当时有,此时不成等比数列,故A错误;
对于B,数列为等差数列,设等差数列的公差为,则,
,且首项,
数列是为首项,为公比的等比数列,故B正确;
对于C,,当时,,
当时,,
数列为等比数列,,即,
解得,故C错误;
对于D,当时,为等比数列,,,
,不满足成等比数列,故D错误.
10. 如图,已知点是的边的中点,为边上的一列点,连接交于,点满足,其中数列是首项为1的正项数列,是数列的前项和,则下列结论正确的是( ).
A. B. 数列是等比数列
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】由平面向量基本定理和向量共线可得到,由此可确定递推关系式,得到可判断B;利用等比数列通项公式求得的通项,进而得到,可判断A和C;利用分组求和法,结合等比数列求和公式可求得,可判断D.
【详解】为中点,,即,
三点共线,,
又,
由平面向量基本定理得,
化简得:,,
是以为首项,为公比的等比数列,故B正确;
,,故C错误;
则,故A正确;
,故D正确.
11. 已知数列满足,且的前项和为,则下列选项正确的有( )
A. 数列是递减数列
B.
C. 存在,使得
D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】选项A,设,由的符号判断数列单调性;选项B,由的递推式,推导的表达式,进而结合A判断其与2的大小关系; 选项C,D,当时,代入不等式验证即可.
【详解】令,由 ,两边取倒数得:,
,故,且所有 .
选项A:由,得递增,故递减,A正确;
选项B:,由递增,,
故,即,B正确;
选项C:当时,,C正确;
选项D: 当时,不等式左边,不等式右边,
,不等式不成立,D错误.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知数列中,,,则的前200项和_________.
【答案】
【解析】
【分析】
当时,可知,进而可知,即,从而可知的奇数项和偶数项都是等比数列,进而分奇偶两部分,可求出.
【详解】由,,得.
当时,,所以,即,
所以的奇数项是以1为首项,2为公比的等比数列;其偶数项是以2为首项,2为公比的等比数列.
则.
故答案为:.
【点睛】本题考查数列求和,考查等比数列前项和公式的应用,注意分奇偶项进行讨论,属于中档题.
13. 设函数,,.则数列的前n项和______.
【答案】
【解析】
【分析】由题设,讨论n的奇偶性求的通项公式,再求.
【详解】由题设,,
所以,
即且n ≥ 2,
当时,,
当时,,
所以,
故答案为:.
14. 已知数列满足,则的通项公式_____.
【答案】
【解析】
【分析】通过对递推公式相加、相减,分别构造出和为等比数列,
求出这两个数列的通项,再联立解出.
【详解】
,则;
同理可得
,
所以.
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. 已知正项数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)可用与的关系消去,求出数列的通项公式;
(2)是比较常见的等差数列与等比数列乘积的形式,用错位相减法求解即可.
【小问1详解】
由,当时,,
则,即,
所以,即,
由数列为正项数列,所以,从而有,,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以,.
【小问2详解】
由(1)知,所以,
,则,
从而,
即,
所以.
16. 已知数列满足,,数列满足.
(1)求,的通项公式;
(2)记,数列的前项和为,若不等式对任意正整数恒成立,求的取值范围.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等比数列的定义可求出的通项公式,对于取倒数处理,构造等差数列,得到的通项公式;
(2)利用裂项求和,先得出表达式,对于不等式,可分离参数处理.
【小问1详解】
因为且,所以,
所以数列是以1为首项,3为公比的等比数列,
所以的通项公式为:,
因为,,所以,
所以,所以.
又因为,所以数列是以1为首项,2为公差的等差数列.
所以
所以的通项公式为:
【小问2详解】
由(1)可知,
所以,
所以,
又因为不等式对任意正整数恒成立,
所以,,又因为,
所以,恒成立,
因为,所以,
所以的取值范围为
17. 已知数列满足.记().
(1)计算,并证明数列为等比数列;
(2)设,且数列的前项和为,求证:.
【答案】(1),,证明见解析;
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)根据题设递推关系求,并得到,结合等比数列的定义即可证;
(2)由(1)得,则,进而可得即可证.
【小问1详解】
由题设,
,
,且,
数列是以为首项,为公比的等比数列;
【小问2详解】
由(1)知,则,
.
.
18. 已知数列、的前n项和分别为、,,,为等比数列且,.
(1)求、;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)先由的递推关系式可构造一个等差数列,进而可得,再根据与的关系可得,对于求可用等比数列的前n项和性质解得,也可根据前n项和公式解得;
(2)直接裂项求和可得,即可按裂项,也可按裂项可得.
【小问1详解】
由得,即,
又,是以为首项,2为公差的等差数列,
,,
时,,
时,,符合上式,
综上,
求方法一:
设公比为,由,得,
,..
求方法二:
若,则.,
,.
【小问2详解】
由(1)知,,
(拆项方法二):,
19. 马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,在强化学习、自然语言处理、金融领域、天气预测等方面都有着极其广泛的应用.其数学定义为:假设我们的序列状态是,,那么时刻的状态的条件概率仅依赖前一状态,即.
如图,一质点在x轴上,从原点O出发向右运动,每次平移一个单位或两个单位,且移动一个单位的概率为,移动2个单位的概率为,设质点运动到的概率为,
(1)求;
(2)求的通项公式,求
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用全概率公式列式计算.
(2)利用全概率公式列出递推关系,再利用数列构造法及累加法求出通项公式即可.
【小问1详解】
依题意,质点运动到的概率,则.
【小问2详解】
运动到分两种情况,由点向右运动1个单位,由点向右运动2个单位,
则,即,
而,因此是首项为,公比为的等比数列,
则,
所以
,
.
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一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.每小题只有一个选项符合要求)
1. 已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. 19 B. 25 C. 30 D. 33
2. 已知等差数列的前n项和为 ,且满足 则 ( )
A. 30 B. 60 C. 90 D. 120
3. 已知数列的首项为,对于任意的都有,则“为单调递增的数列”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知等比数列的公比,前项和为,且,,成等差数列,若,则( )
A. B. 4 C. D. 2
5. 已知数列满足,,则( ).
A. 1 B. 2 C. 4 D.
6. 已知等差数列的前n项和为,且.当取得最大值时n的值为k,使得成立的最大正整数n的值为m.则的值为( )
A. 28 B. 29 C. 30 D. 31
7. 已知数列满足,,,数列的前项和为,则( )
A. B. C. D.
8. 在数列中,,,则( )
A. 0 B. 2458 C. 2460 D. 2459
二、多项选择题(本题共3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,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分)
9. 下列说法中,不正确的是( )
A. 若,则成等比数列
B. 若数列为等差数列,则数列为等比数列
C. 若等比数列的前项和,则
D. 为等比数列,为前项和,则仍为等比数列
10. 如图,已知点是的边的中点,为边上的一列点,连接交于,点满足,其中数列是首项为1的正项数列,是数列的前项和,则下列结论正确的是( ).
A. B. 数列是等比数列
C. D.
11. 已知数列满足,且的前项和为,则下列选项正确的有( )
A. 数列是递减数列
B.
C. 存在,使得
D.
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知数列中,,,则的前200项和_________.
13. 设函数,,.则数列的前n项和______.
14. 已知数列满足,则的通项公式_____.
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. 已知正项数列的前n项和为,且,.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前n项和.
16. 已知数列满足,,数列满足.
(1)求,的通项公式;
(2)记,数列的前项和为,若不等式对任意正整数恒成立,求的取值范围.
17. 已知数列满足.记().
(1)计算,并证明数列为等比数列;
(2)设,且数列的前项和为,求证:.
18. 已知数列、的前n项和分别为、,,,为等比数列且,.
(1)求、;
(2)求数列的前n项和.
19. 马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,在强化学习、自然语言处理、金融领域、天气预测等方面都有着极其广泛的应用.其数学定义为:假设我们的序列状态是,,那么时刻的状态的条件概率仅依赖前一状态,即.
如图,一质点在x轴上,从原点O出发向右运动,每次平移一个单位或两个单位,且移动一个单位的概率为,移动2个单位的概率为,设质点运动到的概率为,
(1)求;
(2)求的通项公式,求
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