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“嫦娥”和盖亚赛跑谁更快!看答案都未必明白,分层分数的规律

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2022年高考数学理科全国乙卷有一道选择题,是关于嫦娥二号卫星和地球绕日“赛跑”的问题,这道题,想得到正确的选项,并不难。用特值法,就可以解决。但是如果想让解题过程有严谨性,那可就是一个让人头疼的问题了。

老黄发这些图文,当然不是只给个答案而已,那样也太没挑战性了。失去了对数学探究的本质,也会失去探究的乐趣。所以老黄都会想办法,让解题过程,变得更加严谨的。哪怕只是一道选择题,也不会只得到选项就罢休的。这样的精神,才能真正提升数学水平,帮助您在接下来的考试中取得更好的成绩。

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卫星. 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{bn}. b1=1+1/a1, b2=1+1/(a1+1/a2), b3=1+1/(a1+1/(a2+1/a3)), …, 以此类推,其中ak∈N*(k=1,2,…)
A. b1

分析:不要被数列{bn}吓到了。解决这样的选择题还是挺简单的。我们可以用特例法。因为题目中只说ak属于自然数,没有指定数列{an}的通项,所以我们可以大胆假设a1=a2=…=an=1, 那么b_(n+1)=1+1/bn, 这个等量关系非常关键,因为这样我们就可以得到:

b1=2, b2=3/2, b3=5/3, b4=8/5, b5=13/8, b6=21/13, b7=34/21, b8=55/34, 好了,现在就可以检验各个选项了,可以发现,只有D选项是正确的。

这道题很难用“蒙”字诀直接得到答案,因为数列{bn}呈波浪形变化趋势,所以很难比较大小。不过我们还是可以发现,其中奇数位项和偶数位项都是有单调性的。

因为bn中有n层分母. b3在b1最上层分母加一个正数,结果变小; b5在b3第三层分母加一个正数,结果变小; 所以b1>b3>b5, 排除A. 甚至我们可以知道,奇数位的项是递减的。并且推出一个关于“分层分数”的规则的一部分,就是在奇数层分母加上一个正数,分层分数的绝对值会变小。

类似的,b4是b2在第二层分母加一个正数,结果变大;b6是b4在第四层分母加一个正数,结果变大;所以b2

即当n是奇数时, bn>b_(n+1);当n是偶数时, bn

上面的方法,对选择题来说,是严谨的,但是如果失去了单选题的排他性,假如这是一道不定项选择题,或者解答题要证明b3>b8或b4

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