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例題精講 · 第 00904 題 · 自編示意 S_n = n² + 2n 的通項與第五項兩路回代

以自編示意數列前 n 項和 S_n = n² + 2n 為材料,用 a_n = S_n − S_(n−1) 反解通項並單獨校驗首項,再用兩條獨立路徑回代第五項;參數均為自編示意。

00904題號全 1000 篇 · 第 第151輪 / 第151冊 輪
方向數學·導數與解三角形六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 數學導數與解三角形

一、考點定位與做題順序

由 S_n 求 a_n 必須分兩段:n = 1 時 a_1 = S_1,n ≥ 2 時 a_n = S_n − S_(n−1)。 兩段求出的式子若在 n = 1 處一致才能合併寫成一個通項,否則要分段寫。

二、逐題精講

題1

自編示意數列的前 n 項和為 S_n = n² + 2n(n 為正整數)。求 a_1、a_n 與 a_5,並說明通項能否寫成一個式子。

解析

先算首項:S_1 = 1 + 2 = 3,故 a_1 = 3。 n ≥ 2 時 a_n = S_n − S_(n−1) = (n²+2n) − ((n−1)² + 2(n−1)) = 2n + 1。 把 n = 1 代入 2n+1 也得 3,與 a_1 一致,因此本例可合併寫成 a_n = 2n+1。a_5 = 2×5+1 = 11。

答案 a_1 = 3;a_n = 2n+1;a_5 = 11;本例可合併寫成一個通項。

採分點 首項單獨求 2 分;差分展開 3 分;首項一致性檢驗 2 分;合併結論 1 分;第五項 2 分。

易錯點 直接把 n = 1 代入差分式而不驗 S_1,遇到 S_0 不為零的題就會錯;本題 S_0 = 0 才恰好一致。

題2

用 S_5 − S_4 與 2×5+1 兩條獨立路徑重算 a_5,並說明 S_0 的取值在本題中為何不影響結論。

解析

路徑一:S_5 = 25 + 10 = 35,S_4 = 16 + 8 = 24,故 a_5 = 35 − 24 = 11。 路徑二:a_5 = 2×5+1 = 11。兩路相同。又 S_0 = 0,把差分式形式上延到 n = 1 得 a_1 = S_1 − S_0 = 3,與首項一致;若 S_0 不為零,就必須分段寫通項。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):第五項(通項在 n=5 處的值)= 11;差分路徑(由 S_5 與 S_4 之差得 a_5)= 11;前五項和(S_5 按給定和式計算)= 35;前四項和(S_4 按給定和式計算)= 24;首項(S_1 與通項在 n=1 處一致)= 3;公差(相鄰兩項之差)= 2

答案 兩路均為 11;S_0 = 0 使本例通項可合併,但首項仍須單獨驗。

採分點 兩條路徑各 3 分;S_0 的作用 2 分;分段寫法條件 2 分。

易錯點 把 S_0 默認成 0 而不說明,或把 35 − 24 算成 12,都會破壞閉合。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
S_525+105×(5+2)35
S_416+84×(4+2)24
a_5S_5−S_42×5+111
a_1S_12×1+13
通項差分展開首項代入檢驗2n+1

由和求項先分兩段再驗首項;本例兩路回代一致。式中係數與項數均為自編示意,不對應任何真題數據。

四、自測清單

  • 首項是否單獨由 S_1 求出
  • 差分式是否只用於 n ≥ 2
  • 首項代入通項是否一致
  • S_0 是否為零是否寫明
  • 兩路 a_5 是否相等
  • 通項合併條件是否說明
  • 是否避免把差分式直接用於 n = 1
  • 結果是否代回 S_5 閉合

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):第五項 = 11;差分路徑 = 11;前五項和 = 35;前四項和 = 24;首項 = 3;公差 = 2。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理由二次型和反解等差型通項;遞推數列求通項、裂項與錯位相減、等差數列變號項另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(數學):前 n 項和反解通項、均值不等式常數代換、極座標互化、橢圓焦點三角形、抽樣分配與直方圖中位數相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(數學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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由前 n 項和反解通項:首項要單獨驗
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