嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第…——2022 高考数学第 4 题答案解析

2022_全国乙卷

2022 全国 第 4 题 单选题 区分题
2022_全国乙卷

4. 嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造行星,为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列 $\{b_{n}\}$ : $b_{1} = 1 + \frac{1}{\alpha_{1}}$ , $b_{2} = 1 + \frac{1}{\alpha_{1} + \frac{1}{\alpha_{2}}}$ , $b_{3} = 1 + \frac{1}{\alpha_{1} + \frac{1}{\alpha_{2} + \frac{1}{\alpha_{3}}}}$ ,…,依此类推,其中 $\alpha_{k} \in \mathbf{N}^{*}(k = 1,2,\dots)$ 。则( )

A. $b_{1} < b_{5}$
B. $b_{3} < b_{8}$
C. $b_{6} < b_{2}$
D. $b_{4} < b_{7}$
参考答案

D

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【答案】D

【解析】

【分析】根据 $\alpha_{k} \in \mathbf{N}^{*}(k=1,2,\ldots)$ ,再利用数列 $\{b_{n}\}$ 与 $\alpha_{k}$ 的关系判断 $\{b_{n}\}$ 中各项的大小,即可求解.
**方法一**:常规解法

因为 $\alpha_{k} \in \mathbf{N}^{*}(k=1,2,\cdots)$

所以 $\alpha_{1}<\alpha_{1}+\frac{1}{\alpha_{2}},\quad\frac{1}{\alpha_{1}}>\frac{1}{\alpha_{1}+\frac{1}{\alpha_{2}}}$ ,得到 $b_{1}>b_{2}$ ,

同理 $\alpha_{1}+\frac{1}{\alpha_{2}}> \alpha_{1}+\frac{1}{\alpha_{2}+\frac{1}{\alpha_{3}}}$ ,可得 $b_{2}<b_{3}$ , $b_{1}>b_{3}$

又因为 $\frac{1}{\alpha_2} >\frac{1}{\alpha_2 + \frac{1}{\alpha_3 + \frac{1}{\alpha_4}}},\alpha_1 + \frac{1}{\alpha_2 + \frac{1}{\alpha_3}} < \alpha_1 + \frac{1}{\alpha_2 + \frac{1}{\alpha_3 + \frac{1}{\alpha_4}}},$

故 $b_{2}<b_{4}$ , $b_{3}>b_{4}$ ;

以此类推,可得 $b_{1}>b_{3}>b_{5}>b_{7}>\ldots$ , $b_{7}>b_{8}$ ,故A错误;

$b_{1}>b_{7}>b_{8}$ ,故 B 错误;

$\frac{1}{\alpha_2} >\frac{1}{\alpha_2 + \frac{1}{\alpha_3 + \ldots\frac{1}{\alpha_6}}}$ ,得 $b_{2} < b_{6}$ ,故C错误;

$\alpha_{1} + \frac{1}{\alpha_{2} + \frac{1}{\alpha_{3} + \frac{1}{\alpha_{4}}}} > \alpha_{1} + \frac{1}{\alpha_{2} + \dots\frac{1}{\alpha_{6} + \frac{1}{\alpha_{7}}}}$ ,得 $b_{4} < b_{7}$ ,故D正确.

**方法二**:特值法

不妨设 $a_{n} = 1$ ,则 $\mathrm{b}_1 = 2, \mathrm{b}_2 = \frac{3}{2}, \mathrm{b}_3 = \frac{5}{3}, \mathrm{b}_4 = \frac{8}{5}, \mathrm{b}_5 = \frac{13}{8}, \mathrm{b}_6 = \frac{21}{13}, \mathrm{b}_7 = \frac{34}{21}, \mathrm{b}_8 = \frac{55}{34}$

$b_{4}<b_{7}$ 故 D 正确.

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