如图,互不相同的点 ${A_1}$,${A_2}$,$ \cdots $,${A_n}$,$ \cdots $ 和 ${B_1}$,${B_2}$,$ \cdots $,${B_n}$,$ \cdots $ 分别在角 $O$ 的两条边上,所有 ${A_n}{B_n}$ 相互平行,且所有梯形 ${A_n}{B_n}{B_{n + 1}}{A_{n + 1}}$ 的面积均相等.设 $O{A_n} = {a_n}$.若 ${a_1} = 1$,${a_2} = 2$,则数列 $\left\{ {a_n} \right\}$ 的通项公式是 .

【难度】
【出处】
2013年高考安徽卷(理)
【标注】
【答案】
$ {{a}_{n}}=\sqrt{3n-2} $
【解析】
将梯形放到三角形中思考,利用三角形的相似,得出对应边的平方关系后,可以进一步得出数列 $\{a_n^2\}$ 是等差数列.设 $ S_{\triangle OA_1B_1}=S$.因为 $OA_1=a_1=1$,$OA_2=a_2=2$,$A_1B_1\parallel A_2B_2 $,所以 $ A_1B_1 $ 是三角形 $ OA_2B_2 $ 的中位线,所以\[\dfrac{S_{\triangle OA_1B_1}}{S_{\triangle OA_2B_2}}=\left(\dfrac 1 2 \right)^2=\dfrac 1 4, \]所以梯形 $ A_1B_1B_2A_2 $ 的面积为 $ 3S $.故梯形 $ A_nB_nB_{n+1}A_{n+1 }$ 的面积为 $ 3S $.因为所有 $ A_nB_n $ 相互平行,所以所有 $ \triangle OA_nB_n\left(n\in {\mathbb{N}}^*\right) $ 都相似,所以 $\dfrac{{a_2}^2}{{a_1}^2}=\dfrac{4S}{S}=\dfrac 4 1$,$\dfrac{{a_3}^2}{{a_2}^2}=\dfrac{7S}{4S}=\dfrac 7 4$,$\dfrac{{a_4}^2}{{a_3}^2}=\dfrac {10} 7$,$\cdots$,因为 $ {a_1}^2=1 $,所以 $ {a_2}^2=4 $,${a_3}^2=7 $,所以数列 $\left\{{a_n}^2\right\} $ 是一个等差数列,其公差 $ d=3 $,故\[{a_n}^2=1+3\left(n-1\right) =3n-2 ,\]所以 $ {a_n}^2=3n−2 $,即数列 $ \left\{a_n\right\} $ 的通项公式是 $ a_n=\sqrt {3n−2} $.
题目
答案
解析
备注