대수등차수열과 등비수열수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

등비수열 곱 조건 보기

문제

첫째항이 22이고 공비가 22인 등비수열 {an}\left\{ a _{n} \right\}에서 임의의 연속된 2m+12 m + 1개의 항 ak,ak+1,ak+2,,ak+2ma _{k} , a _{k + 1} , a _{k + 2} , \cdots , a _{k + 2 m}에 대하여 akak+1ak+m=ak+m+1ak+m+2ak+2ma _{k} a _{k + 1} \cdots a _{k + m} = a _{k + m + 1} a _{k + m + 2} \cdots a _{k + 2 m} 일 때, ak+ma _{k + m}bmb _{m}이라 하자. 이 때, <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? (단, k,mk , m은 자연수이다.) [4점]

<보 기>
ㄱ. b1=4b _{1} = 4 ㄴ. 수열 b1,b2,b3,b _{1} , b _{2} , b _{3} , \cdots은 등비수열이다. ㄷ. m=110log2bm=440\displaystyle \sum\limits _{m = 1} ^{10} \log _{2} b _{m} = 440

ㄱ, ㄷㄴ, ㄷㄱ, ㄴ, ㄷ

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해설

[출제의도] 등비수열의 특징을 이해하고 수열의 합을 구할 수 있는가를 묻는 문제이다. an=2na _{n} = 2 ^{n}이므로 akak+1ak+ma _{k} a _{k + 1} \cdots a _{k + m}=2k2k+12k+m=2(m+1)k+m(m+1)2\displaystyle = 2 ^{k} 2 ^{k+1} \cdots 2 ^{k+m} = 2 ^{( m + 1 ) k + \frac{m ( m + 1 )}{2}} ak+m+1ak+m+2ak+2ma _{k + m + 1} a _{k + m + 2} \cdots a _{k + 2 m} ==2k+m+12k+m+22k+2m=2mk+m(3m+1)2\displaystyle 2 ^{k+m+1} 2 ^{k+m+2} \cdots 2 ^{k+2m} = 2 ^{m k + \frac{m ( 3 m + 1 )}{2}} (m+1)k+m(m+1)2=\displaystyle {( m + 1 ) k + \frac{m ( m + 1 )}{2}} =mk+m(3m+1)2\displaystyle {m k + \frac{m ( 3 m + 1 )}{2}}에서 k=m2k = m ^{2} 따라서 ak+m=2m2+ma _{k+m} = 2 ^{m ^{2} + m}이므로 bm=2m2+mb _{m} = 2 ^{m ^{2} + m} ㄱ. b1=22=4b _{1} = 2 ^{2} = 4 (참) ㄴ. 수열 b1,b2,b3,b _{1} , b _{2} , b _{3} , \cdots 은 등비수열이 아니다. (거짓) ㄷ. m=110log2bm=m=110(m2+m)=440\displaystyle \sum\limits _{m = 1} ^{10} \log _{2} b _{m} = \sum\limits _{m = 1} ^{10} ( m ^{2} + m ) = 440 (참)

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