Karinoya 学习室

高中 · 高中数学 定期考试实验室

数列

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第1题 | 等差数列的通项

首项为 3、公差为 4 的等差数列的通项 aₙ 是哪一个。

  1. aₙ=4n+3
  2. aₙ=4n+1
  3. aₙ=3n+4
  4. aₙ=4n−1
正确答案D. aₙ=4n−1

aₙ=a₁+(n−1)d=3+(n−1)·4=4n−1。可以验证 n=1 时 a₁=3。4n+3 是把公差加了 n 次(把 (n−1) 写成 n)的典型错误,它在 n=1 时为 7,与首项不符。

第2题 | 第 10 项

首项为 100、公差为 −7 的等差数列的第 10 项是哪一个。

  1. 44
  2. 33
  3. 37
  4. 30
正确答案C. 37

a₁₀=100+(10−1)×(−7)=100−63=37。把公差加了 10 次、写成 100−70=30 是典型错误。要加的是 (n−1)=9 次。

第3题 | 1 到 100 的和

1+2+3+…+100 的值是哪一个。

  1. 5050
  2. 4950
  3. 10100
  4. 5000
正确答案A. 5050

等差数列的和=(首项+末项)×项数÷2=(1+100)×100÷2=5050。忘了除以 2 就会得到 10100。4950 是从 1 加到 99 的和。

第4题 | 等差数列的和

首项为 2、公差为 3 的等差数列从首项到第 10 项的和是哪一个。

  1. 310
  2. 170
  3. 145
  4. 155
正确答案D. 155

第 10 项是 2+9×3=29。和=10×(2+29)/2=155。把末项误算成 2+10×3=32,就会得到 10×(2+32)/2=170。310 是忘了除以 2 的值,145 是漏掉首项、只算 10×29/2 的值。用公式 Sₙ=n{2a₁+(n−1)d}/2=5×(4+27)=155 也一样。

第5题 | 由两项确定数列

等差数列 {aₙ} 中 a₃=10、a₇=22,则 a₂₀ 是哪一个。

  1. 64
  2. 58
  3. 67
  4. 61
正确答案D. 61

由 a₇−a₃=4d=12 得 d=3。a₁=10−2×3=4。a₂₀=4+19×3=61。也可以从中间的项数起:a₂₀=a₇+13d=22+39=61。64 是写成 a₂₀=a₁+20d=4+60、把 (n−1) 当成 n 的错误,58 是把首项弄成 1 的错误,67 是把 a₃ 直接当作首项、算成 10+19×3 的错误。

第6题 | 和的最大值

首项为 20、公差为 −3 的等差数列中,从首项到第 n 项的和取最大值时,这个和是哪一个。

  1. 77
  2. 70
  3. 80
  4. 76
正确答案A. 77

aₙ=20−3(n−1)=23−3n。aₙ≧0 ⇔ n≦7.67,所以正项到第 7 项(a₇=2)为止。S₇=7×(20+2)/2=77。一旦开始加负项,和就会减小,所以把正项全部加完的地方就是最大值。70 是只加到第 5 项的错误,80 是误以为 a₈=0、算成 S₈=8(20+0)/2 的错误,76 是把负项 a₈=−1 也加进去的 S₈。

第7题 | 等差中项

三个数 5, x, 13 按此顺序构成等差数列时,x 的值是哪一个。

  1. 9
  2. 8
  3. √65
  4. 10
正确答案A. 9

由等差中项的关系 2x=5+13 得 x=9。中间项等于两端的平均 (5+13)/2。√65 是与等比中项(x²=65)混淆的结果。

第8题 | 3 的倍数之和

不超过 100 的自然数中,所有 3 的倍数之和是哪一个。

  1. 1650
  2. 1717
  3. 1683
  4. 1584
正确答案C. 1683

3 的倍数是 3, 6, …, 99,共 33 个。和=33×(3+99)/2=33×51=1683。也可以算 3×(1+2+…+33)=3×561=1683。注意别把项数数成 32 个或 34 个(99÷3=33 个)。

第9题 | 由 Sₙ 求 aₙ

数列 {aₙ} 从首项到第 n 项的和为 Sₙ=n²+2n 时,通项 aₙ 是哪一个。

  1. aₙ=2n+1
  2. aₙ=2n−1
  3. aₙ=n+2
  4. aₙ=2n+3
正确答案A. aₙ=2n+1

当 n≧2 时 aₙ=Sₙ−Sₙ₋₁=(n²+2n)−{(n−1)²+2(n−1)}=2n+1。而 a₁=S₁=3 也与 2×1+1=3 一致,所以对所有 n 都有 aₙ=2n+1。2n−1 是与 Sₙ=n² 的情形混淆的错误。

第10题 | 等比数列的项

首项为 3、公比为 2 的等比数列的第 5 项是哪一个。

  1. 96
  2. 32
  3. 24
  4. 48
正确答案D. 48

a₅=3×2⁵⁻¹=3×2⁴=3×16=48。把指数当成 5、写成 3×2⁵=96 是典型错误。要乘的是 (n−1)=4 次。

第11题 | 等比数列的通项

首项为 3、公比为 2 的等比数列的通项 aₙ 是哪一个。

  1. aₙ=3·2ⁿ⁻¹
  2. aₙ=3·2ⁿ
  3. aₙ=6ⁿ⁻¹
  4. aₙ=2·3ⁿ⁻¹
正确答案A. aₙ=3·2ⁿ⁻¹

aₙ=a₁·rⁿ⁻¹=3·2ⁿ⁻¹。可以验证 n=1 时 a₁=3。3·2ⁿ 在 n=1 时为 6,与首项不符。也要注意把首项与公比弄反的 2·3ⁿ⁻¹。

第12题 | 2 的幂之和

1+2+4+8+…+2⁹(首项为 1、公比为 2 的等比数列从首项到第 10 项的和)是哪一个。

  1. 511
  2. 512
  3. 1024
  4. 1023
正确答案D. 1023

S₁₀=(2¹⁰−1)/(2−1)=1024−1=1023。公比为 2 时也可以想成“末项的 2 倍−首项”,即 2⁹×2−1。1024 是 2¹⁰ 本身,511 是到第 9 项为止的和。

第13题 | 等比数列的和

首项为 2、公比为 3 的等比数列从首项到第 5 项的和是哪一个。

  1. 242
  2. 243
  3. 484
  4. 80
正确答案A. 242

S₅=2×(3⁵−1)/(3−1)=2×242/2=242。实际上 2+6+18+54+162=242。注意别在算 3⁵−1 时忘了 −1,也别忘了除以分母 (r−1) 而得出 484。243 是 3⁵ 本身,80 是只加到第 4 项的 2+6+18+54。

第14题 | 等比中项

三个实数 2, x, 8 按此顺序构成等比数列时,x 的值是哪一个。

  1. 只有 4
  2. 5
  3. ±4
  4. 16
正确答案C. ±4

由等比中项的关系 x²=2×8=16 得 x=±4。公比为 2(2, 4, 8)与公比为 −2(2, −4, 8)都成立,所以只取正的 4 是不够的。5 是与等差中项 (2+8)/2 混淆的结果。

第15题 | Σk 公式

Σₖ₌₁¹⁰ k(从 k=1 到 10 的和)的值是哪一个。

  1. 45
  2. 110
  3. 55
  4. 100
正确答案C. 55

把 n=10 代入 Σk=n(n+1)/2 得 10×11/2=55。忘了除以 2 就会得到 110,而 100 则是按 10×10 误算的值。45 是从 1 到 9 的和,要注意上限别弄错。

第16题 | Σk² 公式

Σₖ₌₁⁶ k²(1²+2²+…+6²)的值是哪一个。

  1. 90
  2. 55
  3. 441
  4. 91
正确答案D. 91

把 n=6 代入 Σk²=n(n+1)(2n+1)/6 得 6×7×13/6=91。实际上 1+4+9+16+25+36=91。55 是 n=5 时的值,441=21² 是与 Σk³=(Σk)² 混淆的结果,90 只比正确值 91 少 1,多半是某一项算错造成的。

第17题 | Σ 的计算

把 Σₖ₌₁ⁿ (2k+1) 用 n 的式子表示,是哪一个。

  1. n²+n
  2. n²+2n
  3. 2n²+n
  4. n²+2n+1
正确答案B. n²+2n

2Σk+Σ1=2×n(n+1)/2+n=n²+n+n=n²+2n。忘了加上 Σ1=n 就会得到 n²+n。可以代入 n=1 验算是否为 3(=2×1+1)。

第18题 | Σk(k+1)

Σₖ₌₁¹⁰ k(k+1) 的值是哪一个。

  1. 440
  2. 385
  3. 495
  4. 430
正确答案A. 440

把 k(k+1) 展开成 k²+k,则 Σk²+Σk=385+55=440。这里用到 Σk²(n=10)=10×11×21/6=385、Σk(n=10)=55。385 是只算到 Σk² 就停下的错误,495 是把 Σk 误算成 110(忘了除以 2)后相加的值,430 是把 Σk 取成 1 到 9 的和 45 后相加的值。展开后化归到公式是常规做法。

第19题 | 逐差与项

数列 2, 3, 5, 8, 12, … 的第 6 项是哪一个。

  1. 18
  2. 16
  3. 17
  4. 20
正确答案C. 17

相邻两项相减得 1, 2, 3, 4,正好是自然数列,所以下一个差是 5。a₆=12+5=17。看不出原数列规律时,先考察相邻两项之差是常规做法。

第20题 | 由逐差求通项

数列 2, 3, 5, 8, 12, … 的通项 aₙ 是哪一个。

  1. aₙ=(n²−n+2)/2
  2. aₙ=(n²+n+2)/2
  3. aₙ=n²−n+2
  4. aₙ=(n²−n+4)/2
正确答案D. aₙ=(n²−n+4)/2

因为相邻两项之差为 bₖ=k,所以当 n≧2 时 aₙ=2+Σₖ₌₁ⁿ⁻¹ k=2+(n−1)n/2=(n²−n+4)/2。n=1 时也有 4/2=2,成立。可以代入 n=2 看是否得到 3 来验算((n²+n+2)/2 在 n=2 时为 4,所以不对)。

第21题 | 裂项求和

把 Σₖ₌₁ⁿ 1/(k(k+1)) 用 n 的式子表示,是哪一个。

  1. (n+1)/n
  2. 1−1/n
  3. n/(n+1)
  4. 1/(n+1)
正确答案C. n/(n+1)

把它裂项成 1/(k(k+1))=1/k−1/(k+1),则和为 (1−1/2)+(1/2−1/3)+…+(1/n−1/(n+1))=1−1/(n+1)=n/(n+1)。中间的项互相抵消,只剩下最前与最后。

第22题 | 等差型递推式

由 a₁=1、aₙ₊₁=aₙ+3 确定的数列的第 10 项是哪一个。

  1. 31
  2. 27
  3. 30
  4. 28
正确答案D. 28

每次加 3,属于等差型,即公差为 3 的等差数列。a₁₀=1+(10−1)×3=28。通项是 aₙ=3n−2。把 3 加了 10 次得到 31,是把 (n−1) 次误当成 n 次。

第23题 | 等比型递推式

由 a₁=2、aₙ₊₁=3aₙ 确定的数列的第 4 项是哪一个。

  1. 18
  2. 162
  3. 54
  4. 24
正确答案C. 54

每次乘 3,属于等比型,即公比为 3 的等比数列。a₄=2×3³=54。依次写出来也是 2→6→18→54。把 3 乘了 4 次得到 162,是指数数错了。

第24题 | 归纳法的步骤

用数学归纳法证明关于自然数 n 的命题时,正确的步骤是哪一个。

  1. 假设 n=k 时成立,并证明 n=k−1 时也成立
  2. 只要验证 n=1 与 n=2 时成立就足够了
  3. 只要证明对充分大的 n 成立,就对所有 n 都成立
  4. 先证明 n=1 时成立,再假设 n=k 时成立并证明 n=k+1 时也成立
正确答案D. 先证明 n=1 时成立,再假设 n=k 时成立并证明 n=k+1 时也成立

归纳法分两步:①证明 n=1 时成立;②假设 n=k 时成立,并由此证明 n=k+1 时也成立。可以想象成推倒多米诺骨牌:先推倒第 1 张,再说明任意一张倒下时下一张也会倒下,两步缺一不可。

第25题 | 递推式的应用

由 a₁=1、aₙ₊₁=2aₙ+1 确定的数列的通项 aₙ 是哪一个。

  1. aₙ=2ⁿ+1
  2. aₙ=2ⁿ⁻¹
  3. aₙ=2ⁿ−1
  4. aₙ=3ⁿ−2
正确答案C. aₙ=2ⁿ−1

由特征方程 α=2α+1 得 α=−1。变形为 aₙ₊₁+1=2(aₙ+1),可见 {aₙ+1} 是首项为 2、公比为 2 的等比数列,即 aₙ+1=2ⁿ。所以 aₙ=2ⁿ−1。实际算出 1, 3, 7, 15, 31, …,与之相符。2ⁿ⁻¹ 在 n=2 时为 2,与 a₂=3 不符。

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