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文檔簡介
第1頁(共1頁)2020-2021學年上海市虹口區(qū)復興高級中學高二(下)期中數(shù)學試卷一.填空題1.(3分)設復數(shù)z=1﹣2i,(i是虛數(shù)單位),則|z|=.2.(3分)若直線l1:2x+my+1=0與l2:y=3x﹣1互相垂直,則實數(shù)m=.3.(3分)已知球的俯視圖面積為π,則該球的表面積為4.(3分)已知圓柱Ω的母線長為l,底面半徑為r,O是上底面圓心,A,B是下底面圓周上兩個不同的點,BC是母線,如圖,若直線OA與BC所成角的大小為,則=.5.(3分)若(3x﹣1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,則a1+a2+a3+a4+a5.6.(3分)某校組隊參加辯論賽,從5名學生中選出4人分別擔任一、二、三、四辯,若其中學生甲必須參賽且不擔任四辯,則不同的安排方法種數(shù)為.(結(jié)果用數(shù)值表示)7.(3分)四面體ABCD中,AB=CD=2,AC=AD=BC=BD=4,則異面直線AB與CD的距離為.8.(3分)已知空間向量=(﹣,,1),=(﹣,,0),若空間單位向量滿足:=0,則=9.(3分)如圖,長方體ABCD﹣A1B1C1D1的邊長AB=AA1=1,AD=,它的外接球是球O,則A、A1這兩點的球面距離等于.10.(3分)過拋物線C:y=4x2的焦點F,且斜率為的直線交拋物線C于點M(M在x軸的上方),l為拋物線C的準線,點N在l上且MN⊥l,則M到直線NF的距離為.11.(3分)如圖,正方體ABCD﹣A1B1C1D1則下列四個命題:①點P在直線BC1上運動,三棱錐A﹣D1PC的體積不變;②點P在直線BC1上運動,直線AP與平面ACD1所成角的大小不變;③點P在直線BC1上運動,二面角P﹣AD1﹣C的大小不變;④點P是平面ABCD上到點D和C1距離相等的動點,則P的軌跡是過點B的一條直線.其中的真命題是.(請在橫線上填上正確命題的序號)12.(3分)定義域為集合{1,2,3,…,12}上的函數(shù)f(x)滿足:①f(1)=1;②|f(x+1)﹣f(x)|=1(x=1,2,…,11);③f(1)、f(6)、f(12)成等比數(shù)列;這樣的不同函數(shù)f(x)的個數(shù)為.二、選擇題13.(3分)設α,β是兩個不同的平面,b是直線且b?β.則“b⊥α”是“α⊥β”的()A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件 C.充要條件 D.既不充分又不必要條件14.(3分)已知方程x2﹣px+1=0的兩虛根為x1、x2,若|x1﹣x2|=1,則實數(shù)p的值為()A. B. C., D.,15.(3分)下列四個組合數(shù)公式:對n,k∈N*,約定0!==1,有(1)(0≤k≤n);(2)(0≤k≤n)(3)(1≤k≤n);(4)(0≤k≤n).其中正確公式的個數(shù)是()A.1個 B.2個 C.3個 D.4個16.(3分)若曲線|y|=x+2與C:+=1恰有兩個不同交點,則實數(shù)λ取值范圍為()A.(﹣∞,﹣1]∪(1,+∞) B.(﹣∞,﹣1] C.(1,+∞) D.[﹣1,0)∪(1,+∞)三、解答題17.已知圓錐AO的底面半徑為2,母線長為2,點C為圓錐底面圓周上的一點,O為圓心,D是AB的中點,且.(1)求圓錐的全面積;(2)求直線CD與平面AOB所成角的大小.(結(jié)果用反三角函數(shù)值表示)18.在二項式(2x3+)12的展開式中,(1)求該二項展開式中的常數(shù)項;(2)求該二項展開式中含x4項的系數(shù);(3)求該二項展開式中二項式系數(shù)最大的項.19.我國古代數(shù)學名著《九章算術(shù)》中記載了有關(guān)特殊幾何體的定義:陽馬指底面為矩形,一側(cè)棱垂直于底面的四棱錐,塹堵指底面是直角三角形,且側(cè)棱垂直于底面的三棱柱.(1)某塹堵的三視圖,如圖1,網(wǎng)格中的每個小正方形的邊長為1,求該塹堵的體積;(2)在塹堵ABC﹣A1B1C1中,如圖2,AC⊥BC,若A1A=AB=2,當陽馬B﹣AA1C1C的體積最大時,求二面角C﹣A1B﹣C1的大?。?0.已知雙曲線C:x2﹣y2=1.(1)求以右焦點為圓心,與雙曲線C的漸近線相切的圓的方程;(2)若經(jīng)過點P(0,﹣1)的直線與雙曲線C的右支交于不同兩點M、N,求線段MN的中垂線l在y軸上截距t的取值范圍.21.如圖,已知半圓C1:x2+y2=b2(y≤0)與x軸交于A、B兩點,與y軸交于E點,半橢圓C2:=1(y>0,a>b>0)的上焦點為F,并且△ABF是面積為的等邊三角形,將由C1、C2構(gòu)成的曲線,記為“Γ”.(1)求實數(shù)a、b的值;(2)直線l:y=x與曲線Γ交于M、N兩點,在曲線Γ上再取兩點S、T(S、T分別在直線l兩側(cè)),使得這四個點形成的四邊形MSNT的面積最大,求此最大面積;(3)設點K(0,t)(t∈R),P是曲線Γ上任意一點,求|PK|的最小值.
2020-2021學年上海市虹口區(qū)復興高級中學高二(下)期中數(shù)學試卷參考答案與試題解析一.填空題1.(3分)設復數(shù)z=1﹣2i,(i是虛數(shù)單位),則|z|=.【分析】由復數(shù)的模的計算公式即可求出.【解答】解:因為復數(shù)z=1﹣2i,所以|z|==.故答案為:.【點評】本題主要考查復數(shù)模的運算,屬于基礎題.2.(3分)若直線l1:2x+my+1=0與l2:y=3x﹣1互相垂直,則實數(shù)m=6.【分析】由題意利用兩條直線垂直的性質(zhì),求出m的值.【解答】解:∵直線l1:2x+my+1=0與l2:y=3x﹣1互相垂直,∴2×3+m×(﹣1)=0,求得實數(shù)m=6,故答案為:6.【點評】本題主要考查兩條直線垂直的性質(zhì),屬于基礎題.3.(3分)已知球的俯視圖面積為π,則該球的表面積為4π【分析】直接利用球的三視圖和表面積公式求出結(jié)果.【解答】解:由于球的俯視圖面積為π,則:π=πr2,解得球的大圓半徑為1,故球的表面積為:S=4πr2=4π.故答案為:4π.【點評】本題考查的知識要點:三視圖的應用,球的表面積公式的應用.4.(3分)已知圓柱Ω的母線長為l,底面半徑為r,O是上底面圓心,A,B是下底面圓周上兩個不同的點,BC是母線,如圖,若直線OA與BC所成角的大小為,則=.【分析】過A作與BC平行的母線AD,由異面直線所成角的概念得到∠OAD為.在直角三角形ODA中,直接由得到答案.【解答】解:如圖,過A作與BC平行的母線AD,連接OD,則∠OAD為直線OA與BC所成的角,大小為.在直角三角形ODA中,因為,所以.則.故答案為【點評】本題考查了異面直線所成的角,考查了直角三角形的解法,是基礎題.5.(3分)若(3x﹣1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,則a1+a2+a3+a4+a533.【分析】令x=0,可得a0.再令x=1,可得:a0+a1+a2+a3+a4+a5=25,即可得出.【解答】解:令x=0,可得a0=﹣1.再令x=1,可得:a0+a1+a2+a3+a4+a5=25=32,∴a1+a2+a3+a4+a5=32﹣(﹣1)=33,故答案為:33.【點評】本題考查了二項式定理的應用、方程思想方法,考查了推理能力與計算能力,屬于基礎題.6.(3分)某校組隊參加辯論賽,從5名學生中選出4人分別擔任一、二、三、四辯,若其中學生甲必須參賽且不擔任四辯,則不同的安排方法種數(shù)為72.(結(jié)果用數(shù)值表示)【分析】先安排甲擔任一、二、三辯中的一個辯手,然后從剩余4人中,安排3人擔任其他辯手,再求出不同的安排方法種數(shù).【解答】解:先安排甲,甲可以擔任一、二、三辯,共有中,然后從剩余4人中,安排3人,有,共有=3×24=72,故答案為:72.【點評】本題主要考查排列組合的應用,特殊元素優(yōu)先法是解決本題的關(guān)鍵,是基礎題.7.(3分)四面體ABCD中,AB=CD=2,AC=AD=BC=BD=4,則異面直線AB與CD的距離為.【分析】分別取AB與CD的中點E,F(xiàn),連接AE,BE,EF,求出AF=BF=,得到EF⊥AB,由CE=DE,得EF⊥CD,從而EF是異面直線AB,CD的公垂線,由此能求出異面直線AB與CD的距離.【解答】解分別取AB與CD的中點E,F(xiàn),連接AE,BE,EF,CE,DE,∵四面體ABCD中,AB=CD=2,AC=AD=BC=BD=4,∴AF=BF==,∴EF⊥AB,由CE=DE,得EF⊥CD,∴EF是異面直線AB,CD的公垂線,∵EF==,∴異面直線AB與CD的距離為.故答案為:.【點評】本題考查兩條異面直線間的距離的求法,考查空間中線線、線面、面面間的位置關(guān)系等基礎知識,考查運算求解能力等數(shù)學核心素養(yǎng),是基礎題.8.(3分)已知空間向量=(﹣,,1),=(﹣,,0),若空間單位向量滿足:=0,則=±【分析】設==(x,y,z),由=0,可得=?=0,即x+y+z=0,x+y=0,令x=1,解得y,z即可得出.【解答】解:設==(x,y,z),∵=0,則=?=0,∴x+y+z=0,x+y=0,令x=1,則y=﹣,z=0.∴=(1,,0).∴=±=±.故答案為:.±.【點評】本題考查了空間向量、數(shù)量積運算性質(zhì)、單位向量,考查了推理能力與計算能力,屬于基礎題.9.(3分)如圖,長方體ABCD﹣A1B1C1D1的邊長AB=AA1=1,AD=,它的外接球是球O,則A、A1這兩點的球面距離等于.【分析】求出球的半徑和∠AOA1,根據(jù)弧長公式得出答案.【解答】解:A1C==2,∴外接球半徑為OA1=A1C=1,∴△OAA1為等邊三角形,∴∠AOA1=,∴球A、A1這兩點的球面距離為=.故答案為:.【點評】本題考查了球面距離的計算,屬于基礎題.10.(3分)過拋物線C:y=4x2的焦點F,且斜率為的直線交拋物線C于點M(M在x軸的上方),l為拋物線C的準線,點N在l上且MN⊥l,則M到直線NF的距離為.【分析】設|MN|=|MF|=m,∠MFX=60°,求解m,△NFM為等邊三角形,邊長為4,轉(zhuǎn)化求解即可.【解答】解:設|MN|=|MF|=m,∠MFX=60°,∠NQM=30°,|PF|=2,|QF|=4,|QM|=2m,4+m=2m,解得m=4,△NFM為等邊三角形,邊長為4,∴M到直線NF的距離為2.故答案為:2.【點評】本題考查拋物線的簡單性質(zhì)的應用,考查轉(zhuǎn)化思想以及計算能力,是中檔題.11.(3分)如圖,正方體ABCD﹣A1B1C1D1則下列四個命題:①點P在直線BC1上運動,三棱錐A﹣D1PC的體積不變;②點P在直線BC1上運動,直線AP與平面ACD1所成角的大小不變;③點P在直線BC1上運動,二面角P﹣AD1﹣C的大小不變;④點P是平面ABCD上到點D和C1距離相等的動點,則P的軌跡是過點B的一條直線.其中的真命題是①③④.(請在橫線上填上正確命題的序號)【分析】直接利用等體積轉(zhuǎn)換法,線面的夾角,二面角,直線和平面的位置關(guān)系判斷①②③④的結(jié)論.【解答】解:對于①,點P在直線BC1上運動,由于BC1∥平面AD1C,所以BC1上任意的點到平面AD1C的距離相等,所以三棱錐A﹣D1PC的體積不變,故①正確;對于②;點P在直線BC1上運動,直線AB和平面ACD1所成的角和直線AC1與平面ACD1所成的角不相等,故②錯誤;對于③;點P在直線BC1上運動,AP的軌跡是平面PAD1,二面角P﹣AD1﹣C的大小不受影響,故③正確;對于④;點P是平面ABCD上到點D和C1距離相等的動點,故點P的軌跡為一條與直線BC平行的直線,故④正確;故答案為:①③④.【點評】本題考查的知識要點:等體積轉(zhuǎn)換法,線面的夾角,二面角,直線和平面的位置關(guān)系,主要考查學生的運算能力和數(shù)學思維能力,屬于中檔題.12.(3分)定義域為集合{1,2,3,…,12}上的函數(shù)f(x)滿足:①f(1)=1;②|f(x+1)﹣f(x)|=1(x=1,2,…,11);③f(1)、f(6)、f(12)成等比數(shù)列;這樣的不同函數(shù)f(x)的個數(shù)為155.【分析】分析出f(x)的所有可能的取值,得到使f(x)中f(1)、f(6)、f(12)成等比數(shù)列時對應的項,再運用計數(shù)原理求出這樣的不同函數(shù)f(x)的個數(shù)即可.【解答】解:經(jīng)分析,f(x)的取值的最大值為x,最小值為2﹣x,并且成以2為公差的等差數(shù)列,故f(6)的取值為6,4,2,0,﹣2,﹣4.f(12)的取值為12,10,8,6,4,2,0,﹣2,﹣4,﹣6,﹣8,﹣10,所以能使f(x)中的f(1)、f(6)、f(12)成等比數(shù)列時,f(1)、f(6)、f(12)的取值只有兩種情況:①f(1)=1、f(6)=2、f(12)=4;②f(1)=1、f(6)=﹣2、f(12)=4.|f(x+1)﹣f(x)|=1(x=1,2,…,11),f(x+1)=f(x)+1,或者f(x+1)=f(x)﹣1,即得到后項時,把前項加1或者把前項減1.(1)當f(1)=1、f(6)=2、f(12)=4時;將要構(gòu)造滿足條件的等比數(shù)列分為兩步,第一步:從f(1)變化到f(6),第二步:從f(6)變化的f(12).從f(1)變化到f(6)時有5次變化,函數(shù)值從1變化到2,故應從5次中選擇3步加1,剩余的兩次減1.對應的方法數(shù)為=10種.從f(6)變化到f(12)時有6次變化,函數(shù)值從2變化到4,故應從6次變化中選擇4次增加1,剩余兩次減少1,對應的方法數(shù)為=15種.根據(jù)分步乘法原理,共有10×15=150種方法.(2)當f(1)=1、f(6)=﹣2、f(12)=4時,將要構(gòu)造滿足條件的等比數(shù)列分為兩步,第一步:從f(1)變化到f(6),第二步:從f(6)變化的f(12).從f(1)變化到f(6)時有5次變化,函數(shù)值從1變化到﹣2,故應從5次中選擇1步加1,剩余的4次減1.對應的方法數(shù)為=5種.從f(6)變化到f(12)時有6次變化,函數(shù)值從﹣2變化到4,故應從6次變化中選擇6次增加1,對應的方法數(shù)為=1種.根據(jù)分步乘法原理,共有5×1=5種方法.綜上,滿足條件的f(x)共有:150+5=155種.故填:155.【點評】解決本題的難點在于發(fā)現(xiàn)f(x)的取值規(guī)律,并找到使f(1)、f(6)、f(12)成等比數(shù)列所對應的三項.然后用計數(shù)原理計算種類.本題屬于難題.二、選擇題13.(3分)設α,β是兩個不同的平面,b是直線且b?β.則“b⊥α”是“α⊥β”的()A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件 C.充要條件 D.既不充分又不必要條件【分析】根據(jù)線面垂直和面面垂直的定義和性質(zhì)進行判斷即可.【解答】解:由線面垂直的定義得若?β.則b⊥α時,α⊥β成立,即充分性成立,反之若α⊥β,則b⊥α不一定成立,即必要性不成立,故“b⊥α”是“α⊥β”的充分不必要條件,故選:A.【點評】本題主要考查充分條件和必要條件的判斷,結(jié)合線面垂直和面面垂直的性質(zhì)和定義是解決本題的關(guān)鍵.14.(3分)已知方程x2﹣px+1=0的兩虛根為x1、x2,若|x1﹣x2|=1,則實數(shù)p的值為()A. B. C., D.,【分析】根據(jù)方程x2﹣px+1=0有兩虛根x1、x2,知Δ<0,寫出方程x2﹣px+1=0的兩虛根,由|x1﹣x2|=1求得實數(shù)p的值.【解答】解:方程x2﹣px+1=0的兩虛根為x1、x2,∴Δ=p2﹣4<0,解得﹣2<p<2,∴方程x2﹣px+1=0的兩虛根為x1、x2,即x1=,x2=,∴|x1﹣x2|==1,解得p=±.故選:A.【點評】本題考查了復數(shù)的定義與應用問題,是基礎題.15.(3分)下列四個組合數(shù)公式:對n,k∈N*,約定0!==1,有(1)(0≤k≤n);(2)(0≤k≤n)(3)(1≤k≤n);(4)(0≤k≤n).其中正確公式的個數(shù)是()A.1個 B.2個 C.3個 D.4個【分析】由題意利用組合數(shù)公式,逐一判斷各個選項是否正確,從而得出結(jié)論.【解答】解:對n,k∈N*,約定0!==1,∵根據(jù)排列的定義,=?k!,∴(0≤k≤n),故(1)正確;∵=,=,故(2)(0≤k≤n)正確;∵=?=,=,故(3)正確;∵=,+=+==,故(4)正確,故選:D.【點評】本題主要考查組合數(shù)公式的應用,屬于中檔題.16.(3分)若曲線|y|=x+2與C:+=1恰有兩個不同交點,則實數(shù)λ取值范圍為()A.(﹣∞,﹣1]∪(1,+∞) B.(﹣∞,﹣1] C.(1,+∞) D.[﹣1,0)∪(1,+∞)【分析】畫出圖形,判斷C:+=1是橢圓或雙曲線時,求解實數(shù)λ取值范圍.【解答】解:如圖曲線|y|=x+2與C:+=1圖形:當C:+=1為橢圓時,必須滿足圖形中的紅線,此時λ>1,當C:+=1為雙曲線時,y=±x為雙曲線的漸近線,可得,可得λ≤﹣1.所以則實數(shù)λ取值范圍為:(﹣∞,﹣1]∪(1,+∞).故選:A.【點評】本題考查橢圓與雙曲線的綜合應用,考查數(shù)形結(jié)合以及計算能力.三、解答題17.已知圓錐AO的底面半徑為2,母線長為2,點C為圓錐底面圓周上的一點,O為圓心,D是AB的中點,且.(1)求圓錐的全面積;(2)求直線CD與平面AOB所成角的大?。ńY(jié)果用反三角函數(shù)值表示)【分析】(1)由圓錐AO的底面半徑為r=2,母線長為l=2能求出圓錐的全面積.(2)以O為圓心,OC為x軸,OB為y軸,OA為z軸,建立空間直角坐標系,利用向量法能求出直線CD與平面AOB所成角.【解答】解:(1)∵圓錐AO的底面半徑為r=2,母線長為l=2,∴圓錐的全面積S=πrl+πr2=+π×22=(4+4)π.(2)∵圓錐AO的底面半徑為2,母線長為2,點C為圓錐底面圓周上的一點,O為圓心,D是AB的中點,且.∴以O為圓心,OC為x軸,OB為y軸,OA為z軸,建立空間直角坐標系,OA==6,C(2,0,0),A(0,0,6),B(0,2,0),D(0,1,3),=(2,﹣1,﹣3),平面ABO的法向量=(1,0,0),設直線CD與平面AOB所成角為θ,則sinθ===.∴θ=arcsin.∴直線CD與平面AOB所成角為arcsin.【點評】本題考查圓錐的全面積的求法,考查線面角的求法,考查空間中線線、線面、面面間的位置關(guān)系等基礎知識,考查運算求解能力,考查函數(shù)與方程思想,是中檔題.18.在二項式(2x3+)12的展開式中,(1)求該二項展開式中的常數(shù)項;(2)求該二項展開式中含x4項的系數(shù);(3)求該二項展開式中二項式系數(shù)最大的項.【分析】可求得Tr+1=212﹣r??x36﹣4r,(1)令36﹣4r=0,得r=9,可得二項展開式中的常數(shù)項;(2)令36﹣4r=4,得r=8,可求得二項展開式中含x4項的系數(shù);(3)n=12,可知展開式中二項式系數(shù)最大的項為中間項第7項,從而可得答案.【解答】解:二項式(2x3+)12的展開式中,其通項Tr+1=?(2x3)12﹣r?=212﹣r??x36﹣4r,(1)令36﹣4r=0,得r=9,故常數(shù)項為T10=?23=1760;(2)令36﹣4r=4,得r=8,故T9=?24x4=×16x4=7920x4,故該二項展開式中含x4項的系數(shù)為7920;(3)二項式(2x3+)12的展開式中二項式系數(shù)最大的項為T7=?26?x12=59136x12.【點評】本題考查二項展開式的通項公式,考查運算求解能力,屬于中檔題.19.我國古代數(shù)學名著《九章算術(shù)》中記載了有關(guān)特殊幾何體的定義:陽馬指底面為矩形,一側(cè)棱垂直于底面的四棱錐,塹堵指底面是直角三角形,且側(cè)棱垂直于底面的三棱柱.(1)某塹堵的三視圖,如圖1,網(wǎng)格中的每個小正方形的邊長為1,求該塹堵的體積;(2)在塹堵ABC﹣A1B1C1中,如圖2,AC⊥BC,若A1A=AB=2,當陽馬B﹣AA1C1C的體積最大時,求二面角C﹣A1B﹣C1的大小.【分析】(1)由三視圖還原原幾何體,再由棱柱體積公式求解;(2)陽馬B﹣A1ACC1的體積V=×A1A×AC×BC=AC×BC≤(AC2+BC2)=×AB2=,當且僅當AC=BC=時,,以C為原點,CB為x軸,CA為y軸,CC1為z軸,建立空間直角坐標系,然后利用空間向量求解空間角.【解答】解:(1)由三視圖還原原幾何體如圖,可知該幾何體為直三棱柱,底面是等腰直角三角形,直角邊長為,直三棱柱的高為2,則其體積為V=;(2)解:∵A1A=AB=2,陽馬B﹣A1ACC1的體積:V=×A1A×AC×BC=AC×BC≤(AC2+BC2)=×AB2=,當且僅當AC=BC=時,,以C為原點,CB為x軸,CA為y軸,CC1為z軸,建立空間直角坐標系,則A1(0,,2),B(,0,0),C1(0,0,2),∴=(0,,2),=(,0,0),=(0,,0),=(,0,﹣2),設平面CA1B的法向量=(x,y,z),則,取y=,得=(0,,﹣1),設平面C1A1B的法向量=(a,b,c),則,取a=,得=(,0,1),設當陽馬B﹣A1ACC1體積最大時,二面角C﹣A1B﹣C1的平面角為θ,則cosθ==,∴當陽馬B﹣A1ACC1體積最大時,二面角C﹣A1B﹣C1的大小為arccos.【點評】本題考查由三視圖求面積、體積,考查二面角的余弦值的求法,考查空間想象能力與思維能力,訓練了利用空間向量求解空間角,是中檔題.20.已知雙曲線C:x2﹣y2=1.(1)求以右焦點為圓心,與雙曲線C的漸近線相切的圓的方程;(2)若經(jīng)過點P(0,﹣1)的直線與雙曲線C的右支交于不同兩點M、N,求線段MN的中垂線l在y軸上截距t的取值范圍.【分析】(1)求出右焦點到漸近線的距離,得出圓的方程;(2)設直線MN的方程為y=kx﹣1,聯(lián)立方程組消元,根據(jù)方程在(1,+∞)上有兩解求出k的范圍,得出線段MN的中垂線方程,從而得出截距t關(guān)于k的函數(shù),得出t的范圍.【解答】解:(1)雙曲線的右焦點為F2(,0),漸近線方程為:x±y=0.∴F2到漸近線的距離為=1,∴圓的方程為(x﹣)2+y2=1.(2)設經(jīng)過點P的直線方程為y=kx﹣1,M(x1,y1),N(x2,y2),聯(lián)立方程組,消去y得:(1﹣k
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