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文档简介

高考模拟测试数学试题

(满分:150分考试时间:120分钟)

一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题

5分)

1.已知集合"={x|2X>0},N={X||X|<1},则MDN=.

2.已知直线/的一个法向量是=则此直线的倾斜角的大小为一.

3.已知复数z满足iz=l+i(i为虚数单位),则|z|=__.

4.已知某圆锥的底面圆的半径为夜,若其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的侧面积为

5.若函数/(x)=a-3、+"为偶函数,则实。=.

7F

6.已知菱形A3CD的边长为1,ND45=§,点£为该菱形边上任意一点,则福.通的

取值范围是.

22

7.已知椭圆工+匕=1上一点P到两焦点的距离之积为相,则当机取最大值时,点P

259

的坐标为_.

(।\5

8.设xeR且则(x+2)士―1的展开式中常数项为______.

lx)

jr、47r

[(ox+-\{0<(o<2),若将/(用图像向左平移彳个单位后,所得

函数图像的对称轴与原函数图像的对称轴重合,则@=.

10.秉承“新时代、共享未来”主题,第四届“进博会'’于2021年11月5至10日在上海召开,

某高校派出2名女教师、2名男教师和1名学生参加前五天的志愿者服务工作,每天安排1

人,每人工作1天,如果2名男教师不能安排在相邻两天,2名女教师也是如此,那么符合

条件的不同安排方案共有种.

11.已知数列{。“}和也},其中。“是血=1.41421356237…的小数点后的第〃位数字,

(例如4=4,4=3),若2=q,且对任意的,均有=%,则满足d=〃一2019

的所有〃的值为.

logx,x>0,.

12.已知函数=2x<0,设集合A={(a,〃)|aW-l且〃〈根,机,,

若对任意的(aS)eA,总有a-/S)一人—3aNO成立,则机-”的最大值为.

二、选择题(本大题共有4题,满分20分,每题5分.每题有且只有一个正确选

项)

13.已知a力eR且a旦HO,则“a<b”是“―>一”的()

ab

A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充

分又非必要条件

14.如图已知正方体—,M,N分别是A。,"8的中点,贝11()

A.直线AQ与直线垂直,直线MN//平面ABCQ

B直线A。与直线。8平行,直线平面5。。4

C.直线AQ与直线相交,直线MN//平面ABCQ

D.直线AQ与直线RB异面,直线MN_L平面8。。男

15.已知曲线C:巫^+上业=-1,对于命题:①垂直于x轴的直线与曲线。有且只有一

43

个交点;②若6(七,乂),£(看,%)为曲线。上任意两点,则有”为<0,下列判断正

玉一々

确的是()

A.①和②均为真命题B.①和②均为假命题

C.①为真命题,②为假命题D.①为假命题,②为真命题

16.已知”eN*,记max{x],…,x"}表示X|,…,x”中的最大值,min{y,…,”}表示

X,…,券中的最小值,若f(x)=x2-3x+2,g(x)=2x-l,数列{4}和也}满足

11

%+i=而{/(%),g(%)},%=max{&g(〃)},q=a,bt=b,a,beR,则下列

说法中正确的是()

A.若。24,则存在正整数机,使得册+1<册B.若。V2,贝1」,照q=0

C.若822,则则2=°D.若beR,则存在正整数加,使得

bm+y<bm

三、解答题(本大题共有5题,满分76分)

17.如图,在四棱锥中,底面A8CQ是边长为2的正方形,平面ABCQ,

PC与平面ABCO所成角的大小为一,M为P4中点.

3

(1)求四棱锥P-ABC。的体积;

(2)求异面直线与尸。所成角的大小(结果用反三角函数值表示).

_'1173)

18.已知向量m=-,-sin2x+—cos2x,n=(/(%),-1),且比_L万,

1222J

⑴求函数/'(x)在扪上的单调递减区间;

(2)已知AABC的三个内角分别为A,aC,其对应边分别为"c,若有-匚1=1,

BC=6,求AABC面积的最大值.

19.某公司经过测算,计划投资AB两个项目.若投入A项目资金犬(万元),则一年创造的

X

利润为二(万元):若投入B项目资金x(万元),则一年创造的利润为

2

0<x<20

/(%)={30—x(万元).

20,x>20

(1)当投入A8两个项目资金相同且8项目比A项目创造的利润高,求投入A项目的资金

x(万元)的取值范围;

(2)若该公司共有资金30万,全部用于投资A5两个项目,则该公司一年分别投入两

个项目多少万元,创造的利润最大.

(1A1

20.在平面直角坐标系xOy中,一动圆经过点A且与直线犬=-^相切,设该动圆圆

心的轨迹为曲线K,P是曲线K上一点.

(1)求曲线K的方程;

(2)过点A且斜率为攵直线/与曲线K交于民C两点,若///0P且直线0P与直线x=l

交于。点,求的值;

\OP\-\OQ\

⑶若点2E在y轴上,△PDE的内切圆的方程为(x-l>+y2=i,求△PDE面积的最小

值.

21.设有数列{x,,}(〃wN*),对于给定的记满足不等式:

Xjf>r,(J-0i)的t;构成的集合为T(i),并称数列{x“}具有性质X.

⑴若4=1,/>»,数列:2,2m+2,m2具有性质X,求实数加的取值范围:

(2)若%=2,/>i,数列{%}是各项均为正整数且公比大于1的等比数列,且数列{%}不具

有性质X,设d=K〃WN*),试判断数列也}是否具有性质X,并说明理由;

(3)若数列{%}具有性质X,当i>l时,7⑺都为单元素集合,求证:数列{%}是等差

数列.

答案与解析

一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题

5分)

1.已知集合Af={x|X2-2X>0},N={X||X|41},则.

[答案](f,l]U(2,+«))

[解析]

[分析]化简集合M,N,根据交集计算求解即可.

[详解]M={xlV-2x>0}=(-co,0)UQ,a),N={x||1}=[―1,1],

/.AfUTV=(-oo,1]U(2,+oo),

故答案为:(-oo,l]U(2,”)

2.已知直线/的一个法向量是n=(i,-JJ),则此直线的倾斜角的大小为

[答案C

o

[解析]

[分析]设直线的方向向量为浣=(a,。),直线的倾斜角为a.利用决.3=0,即可得出.

[详解]解:设直线的方向向量为正=(a,回,直线的倾斜角为a.

则nrn=a-6b=0,

.,旦tana,

a3

71

/.Ct———,

6

故答案为:~"

6

[点睛]本题考查了直线的方向向量与法向量、向量垂直与数量积的关系,考查了计算能力,

属于基础题.

3.已知复数z满足iz=l+i(i为虚数单位),则|z|=.

[答案]&

[解析]

[分析]先求出复数Z,再利用复数的模的计算公式即可求出.

[详解i-z-1+i,

工”工旦一,

.2-1

即恸=Jl+(-1)~—5/2•

故答案为:72.

[点睛]本题主要考查复数代数形式的运算法则以及复数的模的计算公式的应用,属于基础

题.

4.已知某圆锥底面圆的半径为血,若其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的侧面积为

[答案]4兀

[解析]

[分析]根据底面圆的半径求出圆锥的母线长,进而求出圆雉的侧面积.

[详解]设底面圆的半径为广,圆锥的母线长为/,则氏=2口=20兀,因为其侧面展开图为

一个半圆,所以叱=4兀.

2

故答案为:471

5.若函数+为偶函数,则实。=

[答案]1

[解析]

[分析]根据函数是偶函数建立恒等式求解参数即可.

[详解]因为/(x)=a•3、+士■是偶函数,

3

所以/(一尢)=a'3'+—7=/(x)=。,3'+丁,

33

所以Q=1,

故答案为:1

7T

6.己知菱形A3CD的边长为l,ND45=w,点£为该菱形边上任意一点,则通•通的

取值范围是.

-3-

[答案]0,-

[解析]

[分析]利用数量积的几何意义求解即可.

[详解]通•衣为I£BI与/在低上投影的乘积,

所以当E在A处时,投影最小为0,

13

在C处时,投影最大为l+lxcos60°=l+—=一,

22

'3'

所以通•通的取值范围为0,].

故答案为:0,:

_2J

22

7.已知椭圆L+2L=I上一点p到两焦点的距离之积为机,则当“取最大值时,点p

259

的坐标为

[答案]。3)或(0,-3)

[解析]

2

尤V

[详解]:椭圆一2+乙=1,.••椭圆a=5,b=3

259

设椭圆的左右焦点分别为Fi、F2,得|PFi|+|PF2|=2a=10

.•.点P到两焦点的距离之积m满足:m=|PFi|x|PF2|<f图1±因1]=25

、2,

当且仅当|PFI|=|PF2|=5时,m有最大值25

此时,点P位于椭圆短轴的顶点处,得P(0,3)或(0,-3)

故答案为(0,3)或(0,-3)

点睛:本题解题关键是利用好椭圆定义,|PFI|+|PF2|为定值,结合均值不等式,问题迎刃而

解.

/I、5

8.设xeR且xxO,则(x+2)(—-1的展开式中常数项为______.

[答案]3

[解析]

1展开式中的项相乘,与(X+2)中的2和(工―1)

[分析]据题意(x+2)中的x和—

展开式中x°的项相乘的结果相加,即可得到常数项.

/[、5-&

[详解]Q]L—「的通项公式为=以工(-i)A=(-i)Acy-5,

㈠)

(-1)=(-1)(,以炉+(―『C;/+(-1)2以婷+(_1)3或一+(7)4屐/+(-1)5^0

Q(x+2)f--11=/,一1+2(--1]的常数项为:

\xJ\xJyx)

x(-l)4C;*T+2(—1)56°=5-2=3.

故答案为:3

jr)47r

(l(0<69<2),若将/(X)图像向左平移g个单位后,所得

函数图像的对称轴与原函数图像的对称轴重合,则@=.

[答案]*##1.25

4

[解析]

[分析]求出平移后的解析式,根据平移后的解析式图象与原函数图像的对称轴重合得到

co=-+-k,利用0<。<2得到左的取值范围,进而求出%=0,co=-.

444

[详解]平移后的解析式为g(x)=cos(s+[Mr+1),因为g(x)与原函数图像的对称轴

455

重合,所以-M=TI+E,ZeZ.所以0=一+—%,%ez,因为0<<y<2,所以

544

5535

Q<-+-k<2,解得:—1<%<己,因为&eZ,所以攵=0,所以①=/.

4454

故答案为:一

4

10.秉承“新时代、共享末来”的主题,第四届“进博会'’于2021年11月5至10日在上海召开,

某高校派出2名女教师、2名男教师和1名学生参加前五天的志愿者服务工作,每天安排1

人,每人工作1天,如果2名男教师不能安排在相邻两天,2名女教师也是如此,那么符合

条件的不同安排方案共有______种.

[答案]48

[解析]

[分析]男教师,女教师不能相邻,使用间接法.

[详解]总的排列数是耳,男教师相邻的排法为6女教师相邻的排法为男教

师相邻且女教师相邻的排法为WEE,

所以共有不同安排方法为H-2月出+『『8=48.

故答案为:48

11.己知数列{%,}和{5},其中4是制=1.41421356237…的小数点后的第〃位数字,

(例如q=4,4=3),若〃=",且对任意的“eN*,均有d+i=%,则满足仇=〃一2019

的所有〃的值为.

I答案]2021或2023##2023或2021

[解析]

[分析]据题意可推导出{〃}为周期数列,再分析可知2020<2023,然后利用周期逐一

验证数列{2}的各项与2=〃-2019计算结果是否一致,即可找到所有符合题意的〃的值.

[详解]Qa“是a=1.41421356237…的小数点后的第〃位数字,且仇用=%.

../?]=4=4,Z?2=4、=Qq=—ci。、—a)=1,

么=艰=4=4也=%=%=2也=傲=4=1,…

•••{"}是以3为周期的数列,且各项为4,2,1依次循环出现.

%19=1也020=4也201=2,£>2022一1也023=4,

又•.也=〃-2019,

,当“W2019时,2="-201940,与数列{2}各项均为正数相矛盾;

当〃22024时,2=〃-201925不符合题意,与数列{2}中最大项为4相矛盾;

.­.2020<n<2023janeN\

—2019,二%2。=2020-2019=1与多磔=4相矛盾,故舍去;

4以=2021—2019=2,符合题意;%)22=2022—2019=3与%22=1相矛盾,故舍去;

4023=2023—2019=4,符合题意;

综上所述:对任意的〃eN*,均有〃+|=%,则满足勿=〃-2019的所有〃的值为2021或

2023.

故答案为:2021或2023

log2x,x>0,

12.已知函数/(x)=«设集合A={(a,份—1且根,〃eR},

|2x+l|,x<0.

若对任意的(a,b)eA,总有“•/(加一人一3。20成立,则机的最大值为一

1答案]4

[解析]

[分析]分别讨论8>0力=03<0情形下,由a•f(b)-b—3a之0恒成立得出。的范围,即

可求出机-"的最大值.

[详解]当b>0时,a-f(h)-b-3a>0=>a-log^h-b-3a>0=>-O--――-<—

ba

=>^^W-lnlog"W3-bnb£(0,2]

h~

当b=0时,Q・/S)—力-3。=-2。之0恒成立,

当6<0时,a-f(b)-b-3a>0^a-\2b+i\-b-3a>0^^:^:^->~

ba

"2"+l|-"on|2b+i|-3wo=be[-2,0),

b

综上,bG[—2,2],

(机-〃)3=4.

故答案为:4

二、选择题(本大题共有4题,满分20分,每题5分.每题有且只有一个正确选

项)

13.已知a/eR且。加工0,贝『七<8"是'''>,''的()

ab

A充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充

分又非必要条件

[答案]D

[解析]

[分析]根据特例可判定两个命题的关系,得出结论.

[详解]当a=-1力=2时,—<—,反之当a=2,/?=-1时,—>—,但a>b,

abab

故“a<b”是“工>L,的既不充分也不必要条件,

ab

故选:D

14.如图已知正方体A5C0-44G。,M,N分别是4。,的中点,贝1J()

A.直线A。与直线。力垂直,直线MTV//平面ABCQ

B.直线A。与直线。§平行,直线MN,平面BDD4

C.直线4。与直线相交,直线MN//平面ABCQ

D.直线4。与直线异面,直线MNJL平面BDQB]

[答案]A

[解析]

[分析]由正方体间的垂直、平行关系,可证平面ABA,即可得出结论.

O|G

4B

连A2,在正方体ABCO-AgGA中,

M是AQ的中点,所以M为AA中点,

又N是。B的中点,所以MN//AB,

M/V2平面ABCD,ABu平面ABCD,

所以MN〃平面A8CD.

因为AB不垂直8D,所以MN不垂直5。

则MN不垂直平面BDRB],所以选项B,D不正确;

在正方体ABCO—ABCQI中,_LA。,

AB_L平面例。。,所以A3,A。,

ARcA8=A,所以A。,平面A8R,

Ofu平面所以

且直线A22B是异面直线,

所以选项C错误,选项A正确.

故选:A.

[点睛]关键点点睛:熟练掌握正方体中的垂直、平行关系是解题的关键,如两条棱平行或垂

直,同一个面对角线互相垂直,正方体的对角线与面的对角线是相交但不垂直或异面垂直关

系.

15.已知曲线C:心"+2[”=-1,对于命题:①垂直于x轴的直线与曲线C有且只有一

43

个交点;②若6(%,X),鸟(与,%)为曲线。上任意两点,则有‘[%<0,下列判断正

X\~X2

确的是()

A.①和②均为真命题B.①和②均为假命题

C.①为真命题,②为假命题D.①为假命题,②为真命题

[答案]A

[解析]

[分析]化简曲线方程,画出图像判断①,利用函数单调减判断②

[详解]曲线C:三区+工区=一1,

43

222222

当%>0,,<0,三一亍=1;当彳<0,^>0,3-^-=1;当》<0,^<0,3+^-=1;画出

图像如图,易知①正确;易知函数为减函数,则人任意两点斜率Z=上匚&<0,②正确

玉一々

故选:A

16.已知”eN*,记max表示斗,…,中的最大值,min{y,y“}表示

X,…,券中的最小值,若f(x)=x2-3x+2,g(x)=2x-\,数列{q}和也}满足

a„+1=min{/(a„),g(a„)},bn+i=max\bn,g{bn)},«,=a,”=b,a,bcR,则下列

说法中正确的是()

A.若。24,则存在正整数加,使得a,z<a,“B.若。<2,则,吧%=°

C.若力22,贝U,蚓2=°D.若匕eR,则存在正整数加,使得

%<超

[答案]B

[解析]

[分析]根据时,。,用=/&)=4-3《,+2,利用二次函数的性质可得4用>%即可

判断A,当aW2时,分类讨论可判断数列极限确定B,622时判断数列的增减性判断C,

由题意可得2勿即可判断D.

[详解]设/(x)=g(x)的解为t,

当a24时,«„+,=/(tz„)=«;-3a„+2,

因为。24,所以4=/(4)=。2-3a+2>4,

依次类推,«„,+1故A错误;

2I"1211

当时,a-f(a.)^a-3a+2e——,t~-3r+2c[——,1),lima-Q,

244"->8

当a<f时,%+i=g(a,)=2""一l』ima“=0,所以B正确;

当此2时,;ejoi],所以也}是递增数列,所以也}无极

限,故C错误;

因为%=max也,g(b“)},所以%故D错误.

故选:B

三、解答题(本大题共有5题,满分76分)

17.如图,在四棱锥产一A3CD中,底面A3CQ是边长为2的正方形,/%J_平面A3CQ,

PC与平面ABCD所成角的大小为一,”为府中点.

3

(1)求四棱锥P-ABCD的体积;

(2)求异面直线与PC所成角的大小(结果用反三角函数值表示).

[答案]⑴辿

3

(2)arccos----

5

[解析]

[分析](1)、连接AC,根据题意找出PC与平面ABCD所成角,进而求出P4的值,然后

由棱锥体积公式计算即可求解;

(2)、连接6。,与AC交于点。,连接。找出异面直线与PC所成的角,解三角形

即可求出异面直线8M与PC所成角的大小.

[小问1详解]

连接AC,•.•24_L平面ABC。,ACu平面ABC。,..24LAC,

;.AC是PC在平面A8CO上的射影,,/。(力即为PC与平面A8CD所成的角.

TTJT

•••PC与平面A8C0所成角的大小为一,.•.ZPCA=

33

又•.YBCD是边长为2的正方形,4C=2j5,

在Rt^PCA中,PA=ACtan—=2A/2XG=2>/6,

3

•••四棱锥P—ABCD的体积为VfB8=|SABCDxPA=;X4X2指=半

[小问2详解]

连接3D,与AC交于点。,连接OM,

•.•他8是边长为2的正方形,;.8。=2后,。点为4。中点,。点为BD中点,

又。.•M为Q4中点,,〃PC,ZBMO即为异面直线BM与PC所成角,

2222

•:BO=LBD=6,MO=LPC=Ly/AC+PA=-,8+24=2垃,BM=ylAB+MA=V?+6=V10

2222

BO2+MO2=BM2,:.BO±MO,

在ABMO中,cosZ.BMO-,...ZBMO=arccos-

BMM55

异面直线BM与PC所成角的大小为arccos拽.

5

18.已知向量m=-,-sin2x+—cos2x,n=(/(%),-1),且比_L五,

、222>

⑴求函数/(x)在xe[0,%]上的单调递减区间;

(2)已知AABC的三个内角分别为A,8,C,其对应边分别为a,4c,若有/(A-专)=1,

BC=6,求AABC面积的最大值.

,一万77r

[答案]⑴­,—

⑵迈

4

[解析]

[分析](1)利用向量性质和三角恒等变换求出/(x)=2sin(2x+g),进而求出函数/(x)在

上的单调递减区间;

(2)根据/(4-专)=1,求出4=三,利用余弦定理和基本不等式求出AABC面积最大值.

[小问1详解]

,比m-n=0,即g/(x)-gsin2x-^^cos2x=0,

所以f(x)=sin2x+>/3cos2x=2sin2x+—

<3

TTTT37r7i7TE

令—F2kli<2xH—<---F2E,ksZ,解得:---Fku<x<---Fku,kGZ,

2321212

工+E20

I?15

因为xw[0,»],所以〈丁,解得:一一<k<—f

7兀//1212

---卜faiW71

U2

TT77r

因为ZeZ,所以攵=0,所以一—,

1212

兀77r

函数/(X)在xe。万]上的单调递减区间为—;

[小问2详解]

小-。2中+2)=1,即sin.+jT'

因为A£(0,7T),所以2A+gE,所以2A+^=型,解得:A=g,

6166J663

因为3C=a=G,所以cosA='*'—-=—,从而从+c?=Z?c+3,

2bc2

22

由基本不等式可得:b+c>2bcf当且仅当〃=c时等号成立,

即次:+322/七,解得:hc<3,

由面积公式得:s,„r=-bcsinA=—he<,当b=c=百时,等号成立,

△ABC244

所以AABC面积的最大值为地

4

19.某公司经过测算,计划投资A3两个项目.若投入A项目资金X(万元),则一年创造的

Y

利润为一(万元):若投入3项目资金M万元),则一年创造的利润为

2

10xcCC

.------,0<x<20_

/(x)=<30-x(万兀).

20,x>20

(1)当投入AB两个项目的资金相同且B项目比A项目创造的利润高,求投入A项目的资

金”万元)的取值范围;

(2)若该公司共有资金30万,全部用于投资A8两个项目,则该公司一年分别投入A8两

个项目多少万元,创造的利润最大.

[答案]⑴(10,40)

(2)当10万元投入A项目,20万元投入8项目时获得利润最大

[解析]

[分析](1)分04xK20和x>20解不等式。再求并集即可求解(2)求出利润的函数关系,分

段求最大值即可求解

[小问1详解]

X1Orx

当04xW20,-<-------解得10<xW20;当x>20,一<20解得20<%<40,综上

230-x2

%e(10,40)

[小问2详解]

设对4项目投入资金%万元,则对8项目投入资30-X万元;

X

所以,W(x)=-+f(30-x)=-

0<x<10

当10WXW30,卬(同=;+^^=;+当一10±2洞一10当且仅当无=27^5等号

2x2x

成立,且W(10)=105>W(30)=15,故W(x)最大值为105

当0Wx<10,W(x)e[20,30),综上当10万元投入A项目,20万元投入3项目时获得利

润最大

20.在平面直角坐标系xOy中,一动圆经过点且与直线犬=-:相切,设该动圆圆

心的轨迹为曲线K,P是曲线K上一点.

⑴求曲线K的方程;

(2)过点A且斜率为攵的直线/与曲线K交于良。两点,若///0P且直线0P与直线x=1

(3)若点2E在>轴上,△「吹的内切圆的方程为(x-l)2+V=l,求△PDE面积的最小

值.

[答案KDy2=2x

⑶8

[解析]

[分析](1)根据抛物线的定义直接判断出轨迹写出方程即可;

(2)联立直线与抛物线方程求出|A8|・|AC|,再求出P,。点坐标,计算|。月,|。。|,即

可求解;

(3)求出OE的长,再利用点到直线的距离求出三角形的高,代入面积公式,由均值不等式

求最值即可.

[小问1详解]

由题意,动圆圆心到与到直线x=-g距离相等,

所以曲线K为抛物线,焦点为

所以抛物线方程为>2=2x;

[小问2详解]

设直线/:y=Z(x—g),

则卜=十一》=k2x2-(k2+2)x+—=0,

y2=2cx4

%+%=1+

由根与系数关系可得

\AB\-\AC\={x}+;][工2+;]=玉电+;(X+%)+;=;++D=,

\ZtJ\乙)乙3乙乙、.K)K

l~44~_2y/l+k2

vF+F-

又p,="nQ(LQ

x=l

1+―

.\AB\-\AC\__\

"\OP\-\OQ\~14^1?-£7^~*2~*

k~

[小问3详解]

设P(x0,y0)(x0>2),且切线斜率为k,kpD=k{,kPE=k2,

则切线方程为y—%=々(x-%),

d==]=(*_2X汝2+(2%-2xoyo)k+2xo-l=O,

Jl+二

,,2U)-2x,y,,2x-1

所以%+&=--;0也=?n。.,

x()-2x°x<)-2x(j

则D(O,-k,x+%),y),

oE(O,-/C2XO+0

贝ij|DEHk,-k2lx0=+右)2-4女//0=,

光0-2

所以S&OE=;,用、,玉)=(-^o_2)+―4~+4>8

2x0-2x0-2

,

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