题目
某次酒会要用高脚杯摆成一个以边长60cm的正方形为底的四棱锥形状的香槟塔,已知高脚杯的直径为10cm,请问摆这样一个香槟塔需要多少高脚杯?A. 36B. 64C. 81D. 91
某次酒会要用高脚杯摆成一个以边长60cm的正方形为底的四棱锥形状的香槟塔,已知高脚杯的直径为10cm,请问摆这样一个香槟塔需要多少高脚杯?
A. 36
B. 64
C. 81
D. 91
题目解答
答案
D. 91
解析
考查要点:本题主要考查空间几何体的结构分析和数列求和的应用。需要理解四棱锥香槟塔的分层结构,并计算各层高脚杯数量的总和。
解题核心思路:
- 确定每层的边长与杯子数量:底座边长为60cm,高脚杯直径为10cm,因此底座每边可放置6个杯子。
- 分层递减规律:四棱锥每层边长依次减少10cm(对应每边少1个杯子),形成边长为60cm、50cm、40cm、30cm、20cm、10cm的6层结构。
- 逐层计算杯数求和:每层杯数为边长对应的杯子数量的平方,总杯数为各层杯数之和。
破题关键点:
- 明确分层规律:每层边长递减10cm,对应每边杯子数递减1个。
- 平方数求和:总杯数为$6^2 + 5^2 + 4^2 + 3^2 + 2^2 + 1^2$。
分层结构分析
- 底座层(第1层):
- 边长60cm,每边可放$\frac{60}{10}=6$个杯子。
- 杯数:$6 \times 6 = 6^2 = 36$个。
- 第2层:
- 边长减少10cm(50cm),每边放$5$个杯子。
- 杯数:$5 \times 5 = 5^2 = 25$个。
- 第3层:
- 边长40cm,每边放$4$个杯子。
- 杯数:$4^2 = 16$个。
- 第4层:
- 边长30cm,每边放$3$个杯子。
- 杯数:$3^2 = 9$个。
- 第5层:
- 边长20cm,每边放$2$个杯子。
- 杯数:$2^2 = 4$个。
- 顶层(第6层):
- 边长10cm,每边放$1$个杯子。
- 杯数:$1^2 = 1$个。
总杯数计算
将各层杯数相加:
$6^2 + 5^2 + 4^2 + 3^2 + 2^2 + 1^2 = 36 + 25 + 16 + 9 + 4 + 1 = 91.$