坡屋顶是我国传统建筑造型之一,蕴含着丰富的数学元素.安装灯…——2023 高考数学第 9 题答案解析

2023_北京卷

2023 北京 第 9 题 单选题 区分题
2023_北京卷

9. 坡屋顶是我国传统建筑造型之一,蕴含着丰富的数学元素.安装灯带可以勾勒出建筑轮廓,展现造型之美.如图,某坡屋顶可视为一个五面体,其中两个面是全等的等腰梯形,两个面是全等的等腰三角形.若$A B = 2 5 \mathrm { m } , B C = A D = 1 0 \mathrm { m }$ ,且等腰梯形所在的平面、等腰三角形所在的平面与平面ABCD的夹角的正切值均为 $\frac { \sqrt { 1 4 } } { 5 }$ ,则该五面体的所有棱长之和为( )

A. 102m
B. 112m
C. 117m
D. 125m
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C

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【答案】C

【解析】

【分析】先根据线面角的定义求得 $\tan \angle E M O = \tan \angle E G O = \frac { \sqrt { 1 4 } } { 5 }$ ,从而依次求EO,EG ,EB,EF,再把所有棱长相加即可得解.【详解】如图,过E做EO ^平面ABCD,垂足为O,过E分别做 $E G \perp B C$ $E M \perp A B$ ,垂足分别为

G , M,连接 $O G , O M$

由题意得等腰梯形所在的面、等腰三角形所在的面与底面夹角分别为 $\angle E M O$ 和 $\angle E G O$ 所以 $\tan \angle E M O = \tan \angle E G O = \frac { \sqrt { 1 4 } } { 5 }$ 因为 $E O \perp$ 平面 ABCD, $B C \subset$ 平面ABCD,所以 $E O \perp B C$ 因为 $E G \perp B C$ $E O , E G \subset$ 平面EOG , $E O \cap E G = E$ 所以 $B C \perp$ 平面EOG,因为 $O G \subset$ 平面EOG,所以 $B C \bot O G$ 同理: $O M \perp B M$ ,又 $B M \perp B G$ ,故四边形OMBG是矩形,所以由 $B C = 1 0$ 得OM =5,所以 $E O = { \sqrt { 1 4 } }$ ,所以 $O G = 5$ 所以在直角三角形EOG中, $E G = { \sqrt { E O ^ { 2 } + O G ^ { 2 } } } = { \sqrt { \left( { \sqrt { 1 4 } } \right) ^ { 2 } + 5 ^ { 2 } } } = { \sqrt { 3 9 } }$ 在直角三角形EBG中,BG OM= =5, $E B = { \sqrt { E G ^ { 2 } + B G ^ { 2 } } } = { \sqrt { \left( { \sqrt { 3 9 } } \right) ^ { 2 } + 5 ^ { 2 } } } = 8$ 又因为 $E F = A B - 5 - 5 = 2 5 - 5 - 5 = 1 5$ 所有棱长之和为 $2 \times 2 5 + 2 \times 1 0 + 1 5 + 4 \times 8 = 1 1 7 { \mathrm { m } }$

故选:C

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