已知等比数列 a _ n 的公比 q = 1 且 a _…——2026 高考数学第 10 题答案解析

2026_山西选择性考试

2026 山西 第 10 题 多选题 区分题
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10. 已知等比数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的公比 $q \not = 1$ 且 $a _ { \scriptscriptstyle 1 } > 0$ $2 a _ { 3 } = a _ { 1 } + a _ { 2 }$ ,记数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的前n项和为 $S _ { n }$ ,则(A. $q = - \frac 1 2$ ID B. $S _ { n } > \frac { 2 } { 3 } a _ { 1 }$ C. $2 S _ { n + 2 } = S _ { n + 1 } + S _ { n }$ D. $S _ { 1 } + S _ { 2 } + \cdots + S _ { n } > \frac { 2 n } { 3 } a _ { 1 }$

10. 已知等比数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的公比 $q \not = 1$ ,且 $a _ { \scriptscriptstyle 1 } > 0$ $2 a _ { 3 } = a _ { 1 } + a _ { 2 }$ ,记数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的前n项和为 $S _ { n }$ ,则()

A. $q = - \frac 1 2$
B. $S _ { n } > \frac { 2 } { 3 } a _ { 1 }$
C. $2 S _ { n + 2 } = S _ { n + 1 } + S _ { n }$
D. $S _ { 1 } + S _ { 2 } + \cdots + S _ { n } > \frac { 2 n } { 3 } a _ { 1 }$
参考答案

ACD

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【答案】ACD

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【分析】设等比数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的公比为9,根据条件列出关于q的方程,求解可得9的值,判断A;利用特值法可判断B;根据等比数列的前n项和公式,求得 $S _ { n + 1 } + S _ { n } , \ S _ { n + 2 }$ ,化简可判断C;求出 $\sum _ { k = 1 } ^ { n } S _ { k }$ ,由 $\left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n }$ 的取值情况,结合不等式的性质,判断D

【详解】设等比数列 $\left\{ a _ { n } \right\}$ 的公比为q,则 $2 a _ { 1 } q ^ { 2 } = a _ { 1 } q + a _ { 1 }$ ,即 $a _ { 1 } \left( 2 q ^ { 2 } - q - 1 \right) = 0$

因为 $a _ { \scriptscriptstyle 1 } > 0$ ,所以 $2 q ^ { 2 } - q - 1 = 0$ ,即 $\left( 2 q + 1 \right) \left( q - 1 \right) = 0$

因为 $q \neq 1$ ,所以 $q - 1 \neq 0$ ,所以 $2 q + 1 = 0$ ,即 $q = - \frac 1 2$

所以A正确.

因为 $a _ { \scriptscriptstyle 1 } > 0$ ,则 $S _ { 2 } = \frac { 1 } { 2 } a _ { 1 } < \frac { 2 } { 3 } a _ { 1 }$ ,所以B错误.

$$ S _ { n + 2 } = { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n + 2 } \right] } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } = { \frac { 2 a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n + 2 } \right] S _ { n + 1 } + S _ { n } } { 3 } } = { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n + 1 } \right] } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } + { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } \right] S _ { n + 1 } + S _ { n } } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } = { \frac { 2 a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } \right] S _ { n + 1 } } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } . $$

$$ = \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } \left[ 1 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n + 1 } + 1 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n } \right] $$

$$ = \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } \left[ 2 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n + 1 } \left( 1 - 2 \right) \right] $$

$$ \left. \begin{array} { l } \displaystyle = \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } \bigg [ 2 + \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n + 1 } \bigg ] \right. \end{array} $$

$$ = 2 \times \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } \left[ 1 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n + 2 } \right] $$

$$ = 2 S _ { n + 2 } $$

所以C正确

$$ \sum _ { k = 1 } ^ { n } S _ { k } = { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { 1 } \right] } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } + { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { 2 } \right] } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } + . . . + { \frac { a _ { 1 } \left[ 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } \right] } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } $$

$$ = { \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } } { \Biggl [ } 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { 1 } + 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { 2 } + \ldots + 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } { \Biggr ] } $$

$$ = { \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } } { \left[ { n - { \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } ^ { 1 } - { \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } ^ { 2 } \ldots - { \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } ^ { n } } \right] } $$

$$ = { \frac { 2 a _ { 1 } } { 3 } } { \left[ { n - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) \times { \frac { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } } { 1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) } } } \right] } $$

$$ = \frac { 2 n a _ { 1 } } { 3 } + \frac { 2 a _ { 1 } } { 9 } \left[ 1 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n } \right] $$

当n为奇数时, $1 - \left( - { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } = 1 + \left( { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } > 0$

当n为偶数时,因为 $\left( { \frac { 1 } { 2 } } \right) ^ { n } < { \frac { 1 } { 2 } }$ ;所以 $1 - \left( - \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n } = 1 - \left( \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { n } \geq \frac { 1 } { 2 } > 0$

所以 $\frac { 2 a _ { 1 } } { 9 } \Bigg [ 1 - \Bigg ( - \frac { 1 } { 2 } \Bigg ) ^ { n } \Bigg ] > 0$ ,即 $\sum _ { k = 1 } ^ { n } S _ { k } > \frac { 2 n a _ { 1 } } { 3 }$ N MA

所以D正确.

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