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2024普通高等学校招生全国统一考试·模拟信息卷(一)1数学试卷答案
16.(11分)如图所示,质量为1kg的物块自高台上A点以4m/s的速度水平抛出后,刚好在B点沿切线方向进入半径为0.5m的光滑圆弧轨道。物块到达圆弧轨道最底端C点后沿粗糙的水平面继续运动4.3m,最终到达D点停下来,已知重力加速度g取10m/s^2,OB与水平面的夹角=53^,53^=0.8,53^=0.6。A(1)物块到达B点时的速度vB;(2)物块到达C点时,物块对轨道的压力大小;(3)物块与水平面间的动摩擦因数。
分析(Ⅰ)由条件可知,${S_{n+1}}-{S_n}={S_n}+{2^{n+1}}$,即${S_{n+1}}-2{S_n}={2^{n+1}}$,整理得$\frac{{{S_{n+1}}}}{{{2^{n+1}}}}-\frac{S_n}{2^n}=1$,即可证明.
(Ⅱ)由(1)可知,$\frac{S_n}{2^n}=1+n-1=n$,即${S_n}=n•{2^n}$,利用“错位相减法”与等比数列的前n项和公式即可得出.
解答(Ⅰ)证明:由条件可知,${S_{n+1}}-{S_n}={S_n}+{2^{n+1}}$,即${S_{n+1}}-2{S_n}={2^{n+1}}$,
整理得$\frac{{{S_{n+1}}}}{{{2^{n+1}}}}-\frac{S_n}{2^n}=1$,
∴数列$\{\frac{S_n}{2^n}\}$是以1为首项,1为公差的等差数列.
(Ⅱ)由(1)可知,$\frac{S_n}{2^n}=1+n-1=n$,即${S_n}=n•{2^n}$,
令Tn=S1+S2+…+Sn${T_n}=1•2+2•{2^2}+…+n•{2^n}$①
$2{T_n}=1•{2^2}+…+(n-1)•{2^n}+n•{2^{n+1}}$②
①-②,$-{T_n}=2+{2^2}+…+{2^n}-n•{2^{n+1}}$,
整理得${T_n}=2+(n-1)•{2^{n+1}}$.
点评本题考查了“错位相减法”、等差数列与等比数列的通项公式与前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.