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文档简介
高级中学名校试卷PAGEPAGE12023年高考数学考前信息必刷卷3(全国甲卷(理)))一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.1.若复数满足,则(
)A. B.2 C. D.3〖答案〗A〖解析〗,,.故选:A.2.某电影制片厂从2013年至2022年生产的纪录影片、科教影片的时长(单位;分钟)如图所示,则(
)A.该电影制片厂2013年至2022年生产的纪录影片时长的中位数为270分钟B.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的平均数小于660分钟C.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的标准差大于纪录影片时长的标准差D.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的极差是纪录影片时长的极差的4倍〖答案〗C〖解析〗A:该厂2013年至2022年生产的纪录影片时长从小到大排列为:150,180,200,240,260,290,320,350,380,430,所以这组数据的中位数为,故A错误;B:该厂2013年至2022年科教影片时长的平均数为:,故B错误;C:由图可知,科教影片时长的数据波动程度比纪录影片时长的大,所以科教影片时长的标准差大于记录影片时长的标准差,故C正确;D:科教影片时长的极差为,记录影片时长的极差为,有,故D错误.故选:C.3.已知集合,,若且,则(
)A. B. C.0 D.1〖答案〗D〖解析〗当时,,不符合题意;当时,,不符合题意;当时,,又,且,则,故得取值范围为,故符合条件的.故选:D.4.如图是一个几何体的三视图,则该几何体的体积为(
)A.2 B. C. D.4〖答案〗B〖解析〗如图所示,该几何体为正方体的一部分,其中四点共面,所以.故选:B.5.已知函数为上的奇函数,且,当时,,则,,的大小关系为(
)A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗因为为上的奇函数,所以,解得,所以当时,当时,单调递增,又因为为奇函数,所以当时,单调递增.由,即,于是,所以是以周期为的一个周期函数,所以把代入可得,,所以,即.因为在上单调递增,所以所以.故选:C.6.已知函数与定义域都为,满足,且有,,则不等式的解集为(
)A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由可得.而,∴,∴在上单调递减,又,则,所以,则,故不等式的解集为.故选:D.7.如图,在正方体中,,P是正方形ABCD内部(含边界)的一个动点,则(
)有且仅有一个点P,使得B.平面C.若,则三棱锥外接球的表面积为D.M为的中点,若MP与平面ABCD所成的角为,则点P的轨迹长为〖答案〗D〖解析〗对于A,连接,因为平面,平面,所以,且四边形为正方形,所以,且,平面,所以平面,所以当点在线段上时,必有平面,则,所以存在无数个点P,使得,A错误;对于B,当点与点重合时,与平面相交,B错误;对于C,若,则为中点,连接,则为等腰直角三角形,且,且也为等腰直角三角形,且,且平面平面,所以取中点为,则为三棱锥外接球的球心,所以外接球的半径为,所以我外接球的表面积为,C错误;对于D,连接因为平面,所以为MP与平面ABCD所成的角,所以,所以,所以点的轨迹是以为圆心,1为半径的个圆弧,所以点P的轨迹长为,D正确,故选:D.8.蚊香具有悠久的历史,我国蚊香的发明与古人端午节的习俗有关.如图为某校数学社团用数学软件制作的“蚊香”.画法如下:在水平直线上取长度为1的线段AB,作一个等边三角形ABC,然后以点B为圆心,AB为半径逆时针画圆弧交线段CB的延长线于点D(第一段圆弧),再以点C为圆心,CD为半径逆时针画圆弧交线段AC的延长线于点E,再以点A为圆心,AE为半径逆时针画圆弧…….以此类推,当得到的“蚊香”恰好有11段圆弧时,“蚊香”的长度为(
)A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由题意可知:每段圆弧的圆心角为,设第段圆弧的半径为,则可得,故数列是以首项,公差的等差数列,则,则“蚊香”的长度为.故选:D.9.如图,二面角α﹣1﹣β的平面角的大小为60°,A,B是1上的两个定点,且AB=2.C∈α,D∈β,满足AB与平面BCD所成的角为30°,且点A在平面BCD上的射影H在△BCD的内部(包括边界),则点H的轨迹的长度等于(
)A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗如图所示:因为AB与平面BCD所成的角为30°,且点A在平面BCD上的射影H,AB=2,所以,所以点H在以点B为球心,以为半径的球面上,又点H在以AB为轴,以AH为母线的圆锥的侧面上,所以点H的轨迹为以点B为球心,以为半径的球与以AB为轴,母线AH与轴AB成60°的圆锥侧面交线的一部分,即图中扇形EOF的弧EF,且扇形所在平面垂直于AB,因为二面角α﹣1﹣β的平面角的大小为60°,所以∠EOF=60°,又,所以点H的轨迹的长度等于,故选:A.10.已知点P在以,为左、右焦点的椭圆上,椭圆内存在一点Q在的延长线上,且满足,若,则该椭圆离心率取值范围是(
)A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗因为,,不妨设,,,由椭圆定义可知:,,由勾股定理可知:,即,化简可得:,点在延长线上,且在椭圆内部,所以,,解得:.令在上单调递增,所以,解得:,,又,且在椭圆内部,所以,则,.故选B.11.已知函数在区间上恰有3个零点,则的取值范围是(
)A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗因为,,其中,解得:,则,要想保证函数在恰有三个零点,满足①,,令,解得:;或要满足②,,令,解得:;经检验,满足题意,其他情况均不满足条件,综上:的取值范围是.故选:C.12.设,则(
)A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗设,,则,其中,且,所以,,所以在上单调递减,故,即,故,设,,则,令,则,令,则在上恒成立,故在上单调递增,故在上恒成立,所以在上单调递增,故在上恒成立,所以在上单调递增,故,故,即,因为,所以,故,故.故选:A.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知向量,满足,,.设,则___________.〖答案〗〖解析〗法一:设,,则,所以.法二:,又,则.故〖答案〗为:.14.设双曲线的左、右焦点分别为,,B为双曲线E上在第一象限内的点,线段与双曲线E相交于另一点A,AB的中点为M,且,若,则双曲线E的离心率为________.〖答案〗〖解析〗由,,则在直角三角形中,由且M为AB的中点,则,连接设,则由双曲线的定义可得:由上两式联立解得:在直角三角形中,,即即,故故〖答案〗为:.15.从正方体的外接球球心和8个顶点中任选4个点,则这4个点在同一平面内的概率为__________.〖答案〗〖解析〗从正方体的外接球球心和8个顶点中任选4个点,有种选法,其中共面的分两类:一是6个对角面且都过球心,共有种选法,二是6个侧面,共有种选法,所以4个点在同一平面内的共有种选法,所以4个点在同一平面内的概率为,故〖答案〗为:.16.在△ABC中,角所对的边分别为.若,则△ABC的面积的最大值为______.〖答案〗〖解析〗方法1:在△ABC中,以线段所在的直线为轴,的中垂线为轴,建立平面直角坐标系,则,,设,因为,所以.得,整理得,即是如图1所示的圆上的动点.如图2,当点C在y轴上时,即时,△ABC面积最大,故,当时,即时,△ABC面积取得最大值为.方法2:如图3,CD是△ABC边AB上的高,设,,,由,得,即,又,得当且仅当时取等号),所以,又,当且仅当时,等号成立,即,将与代人中,得.所以△ABC面积的最大值为.方法3:由三角形面积公式,得,即,由,得,由余弦定理,得,所以(当且仅当时取等号),当时,即时,取得最大值,即,所以△ABC面积的最大值为.(也可以用基本不等式求的最大值,即,当时,即时取等号,所以△ABC面积的最大值为.)方法4:在△ABC中,由余弦定理,得,由,得,即,又,所以,即,故,又,所以,令,,得,令,得,0极大值即当时,,,所以△ABC面积的最大值为.解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.17.(12分)已知数列满足:,,,.(1)证明:是等差数列:(2)记的前n项和为,,求n的最小值.(1)证明:证法一:由,得,则,从而.又,所以,即,所以是等差数列.证法二:由,且,则,得,因为,,所以,即,所以是等差数列.(2)解:解法一:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又.所以,,又;又,则,且,所以n的最小值为10.解法二:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又,所以.当时,,,所以,,又,则,且,所以n的最小值为10.解法三:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又.当时,,所以,.又,则,且,所以n的最小值为10.18.(12分)如图,在直三棱柱中,点E,F分别是,中点,平面平面.(1)证明:;(2)若,平面平面,且,求直线l与平面所成角的余弦值.(1)证明:取中点G,连接,,∵E,G分别是,中点,∴且,又∵且,∴且,∴四边形为平行四边形,∴,又平面,平面,∴EF∥平面,∵平面,平面平面,∴.(2)解:由三棱柱为直棱柱,∴平面,∴,,∵平面平面,平面平面,平面,∴平面,∴,故以为坐标原点,以,,分别为,,轴建立空间直角坐标系,设,则,,,,所以,,又,则,解得,所以,,则,,设平面法向量为,所以,即,取,得,由(1)知直线,则l方向向量为,设直线l与平面所成角为,则,则,所以直线l与平面所成角的余弦值为.19.(12分)某学校开展投篮活动,活动规则是:每名选手投篮次(,),每次投篮,若投进,则下一次站在三分线处投篮;若没有投进,则下一次站在两分线处投篮.规定每名选手第一次站在两分线处投篮.站在两分线处投进得2分,否则得0分;站在三分线处投进得3分,否则得0分.已知小明站在两分线处投篮投进的概率为0.7,站在三分线处投篮投进的概率为0.5,且每次投篮相互独立.(1)记小明前2次投篮累计得分为,求的分布列和数学期望;(2)记第次投篮时,小明站在三分线处投篮的概率为,,2,…,,求的表达式.解:(1)依题意,的所有可能取值为,,.记“小明第次投篮站在两分线处并且投进”为事件,,,“小明第2次投篮站在三分线处并且投进”为事件.;;.所以的分布列为所以.(2)由题意知,.当时,分两种情形:①若小明第次投篮站在三分线处,这种情形下小明第次投篮站在三分线处的概率为;②若小明第次投篮站在两分线处,这种情形下小明第次投篮站在三分线处的概率为.所以,所以,由题易知,当时,也成立,所以是以为首项,为公比的等比数列.所以,即.20.(12分)抛物线C:上的点到抛物线C的焦点F的距离为2,A、B(不与O重合)是抛物线C上两个动点,且.(1)求抛物线C的标准方程;(2)x轴上是否存在点P使得?若存在,求出点P的坐标,若不存在,说明理由.解:(1)由抛物线的定义得,解得,则抛物线的标准方程为.(2)依题意知直线与直线的斜率存在,设直线方程为,由得直线方程为:,由,解得,由,解得由得,假定在轴上存在点使得,设点,则由(1)得直线斜率,直线斜率,由得,则有,即,整理得,显然当时,对任意不为0的实数,恒成立,即当时,恒成立,恒成立,所以轴上存在点使得.21.(12分)已知函数.(1)求函数的极值;(2)若函数有两个不相等的零点,.(i)求a的取值范围;(ii)证明:.(1)解:因为,所以,因为,由有:,由有:,所以函数在单调递减,在单调递增,所以函数无极大值,有极小值.(2)(i)解:由(1)有:函数在单调递减,在单调递增,若函数有两个不相等的零点,,则,解得,所以,因为当时,,所以,所以在上有1个零点,当时,,又“指数爆炸”,所以,所以在上有1个零点,综上,当时,函数有两个不相等的零点,.(ii)证明:由(i)有:当时,函数有两个不相等的零点,,不妨设,构造函数,因为,所以,因为,所以,当前仅当时取到等号,所以,所以在R上单调递减,又,所以,即,即,又,所以,又,所以,由(1)有:函数在单调递减,所以,即,结论得证.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.22.[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为,为参数).以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的直角坐标方程为.(1)求曲线的普通方程和直线的极坐标方程;(2)射线,和曲线分别交于点,,与直线分别交于,两点,求四边形的面积.解:(1)曲线的参数方程为,为参数),转换为直角坐标方程为.曲线的直角坐标方程为,根据,整理得,即.(2)射线,和曲线分别交于点,,与直线分别交于,两点,如图所示:所以直线的直角坐标方程为,直线的直线方程为,所以,解得,设直线与轴交于点,将代入,得,即.所以.同理:,解得:,所以,所以.23.[选修4-5:不等式选讲](10分)已知a,b,c都是正数,且,证明:(1);(2).证明:(1),因为a,b,c都是正数,,当前仅当取等号,(2),,,当前仅当取等号,由(1)有:,,当前仅当取等号,,当前仅当取等号.2023年高考数学考前信息必刷卷3(全国甲卷(理)))一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.1.若复数满足,则(
)A. B.2 C. D.3〖答案〗A〖解析〗,,.故选:A.2.某电影制片厂从2013年至2022年生产的纪录影片、科教影片的时长(单位;分钟)如图所示,则(
)A.该电影制片厂2013年至2022年生产的纪录影片时长的中位数为270分钟B.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的平均数小于660分钟C.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的标准差大于纪录影片时长的标准差D.该电影制片厂2013年至2022年生产的科教影片时长的极差是纪录影片时长的极差的4倍〖答案〗C〖解析〗A:该厂2013年至2022年生产的纪录影片时长从小到大排列为:150,180,200,240,260,290,320,350,380,430,所以这组数据的中位数为,故A错误;B:该厂2013年至2022年科教影片时长的平均数为:,故B错误;C:由图可知,科教影片时长的数据波动程度比纪录影片时长的大,所以科教影片时长的标准差大于记录影片时长的标准差,故C正确;D:科教影片时长的极差为,记录影片时长的极差为,有,故D错误.故选:C.3.已知集合,,若且,则(
)A. B. C.0 D.1〖答案〗D〖解析〗当时,,不符合题意;当时,,不符合题意;当时,,又,且,则,故得取值范围为,故符合条件的.故选:D.4.如图是一个几何体的三视图,则该几何体的体积为(
)A.2 B. C. D.4〖答案〗B〖解析〗如图所示,该几何体为正方体的一部分,其中四点共面,所以.故选:B.5.已知函数为上的奇函数,且,当时,,则,,的大小关系为(
)A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗因为为上的奇函数,所以,解得,所以当时,当时,单调递增,又因为为奇函数,所以当时,单调递增.由,即,于是,所以是以周期为的一个周期函数,所以把代入可得,,所以,即.因为在上单调递增,所以所以.故选:C.6.已知函数与定义域都为,满足,且有,,则不等式的解集为(
)A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由可得.而,∴,∴在上单调递减,又,则,所以,则,故不等式的解集为.故选:D.7.如图,在正方体中,,P是正方形ABCD内部(含边界)的一个动点,则(
)有且仅有一个点P,使得B.平面C.若,则三棱锥外接球的表面积为D.M为的中点,若MP与平面ABCD所成的角为,则点P的轨迹长为〖答案〗D〖解析〗对于A,连接,因为平面,平面,所以,且四边形为正方形,所以,且,平面,所以平面,所以当点在线段上时,必有平面,则,所以存在无数个点P,使得,A错误;对于B,当点与点重合时,与平面相交,B错误;对于C,若,则为中点,连接,则为等腰直角三角形,且,且也为等腰直角三角形,且,且平面平面,所以取中点为,则为三棱锥外接球的球心,所以外接球的半径为,所以我外接球的表面积为,C错误;对于D,连接因为平面,所以为MP与平面ABCD所成的角,所以,所以,所以点的轨迹是以为圆心,1为半径的个圆弧,所以点P的轨迹长为,D正确,故选:D.8.蚊香具有悠久的历史,我国蚊香的发明与古人端午节的习俗有关.如图为某校数学社团用数学软件制作的“蚊香”.画法如下:在水平直线上取长度为1的线段AB,作一个等边三角形ABC,然后以点B为圆心,AB为半径逆时针画圆弧交线段CB的延长线于点D(第一段圆弧),再以点C为圆心,CD为半径逆时针画圆弧交线段AC的延长线于点E,再以点A为圆心,AE为半径逆时针画圆弧…….以此类推,当得到的“蚊香”恰好有11段圆弧时,“蚊香”的长度为(
)A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由题意可知:每段圆弧的圆心角为,设第段圆弧的半径为,则可得,故数列是以首项,公差的等差数列,则,则“蚊香”的长度为.故选:D.9.如图,二面角α﹣1﹣β的平面角的大小为60°,A,B是1上的两个定点,且AB=2.C∈α,D∈β,满足AB与平面BCD所成的角为30°,且点A在平面BCD上的射影H在△BCD的内部(包括边界),则点H的轨迹的长度等于(
)A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗如图所示:因为AB与平面BCD所成的角为30°,且点A在平面BCD上的射影H,AB=2,所以,所以点H在以点B为球心,以为半径的球面上,又点H在以AB为轴,以AH为母线的圆锥的侧面上,所以点H的轨迹为以点B为球心,以为半径的球与以AB为轴,母线AH与轴AB成60°的圆锥侧面交线的一部分,即图中扇形EOF的弧EF,且扇形所在平面垂直于AB,因为二面角α﹣1﹣β的平面角的大小为60°,所以∠EOF=60°,又,所以点H的轨迹的长度等于,故选:A.10.已知点P在以,为左、右焦点的椭圆上,椭圆内存在一点Q在的延长线上,且满足,若,则该椭圆离心率取值范围是(
)A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗因为,,不妨设,,,由椭圆定义可知:,,由勾股定理可知:,即,化简可得:,点在延长线上,且在椭圆内部,所以,,解得:.令在上单调递增,所以,解得:,,又,且在椭圆内部,所以,则,.故选B.11.已知函数在区间上恰有3个零点,则的取值范围是(
)A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗因为,,其中,解得:,则,要想保证函数在恰有三个零点,满足①,,令,解得:;或要满足②,,令,解得:;经检验,满足题意,其他情况均不满足条件,综上:的取值范围是.故选:C.12.设,则(
)A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗设,,则,其中,且,所以,,所以在上单调递减,故,即,故,设,,则,令,则,令,则在上恒成立,故在上单调递增,故在上恒成立,所以在上单调递增,故在上恒成立,所以在上单调递增,故,故,即,因为,所以,故,故.故选:A.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知向量,满足,,.设,则___________.〖答案〗〖解析〗法一:设,,则,所以.法二:,又,则.故〖答案〗为:.14.设双曲线的左、右焦点分别为,,B为双曲线E上在第一象限内的点,线段与双曲线E相交于另一点A,AB的中点为M,且,若,则双曲线E的离心率为________.〖答案〗〖解析〗由,,则在直角三角形中,由且M为AB的中点,则,连接设,则由双曲线的定义可得:由上两式联立解得:在直角三角形中,,即即,故故〖答案〗为:.15.从正方体的外接球球心和8个顶点中任选4个点,则这4个点在同一平面内的概率为__________.〖答案〗〖解析〗从正方体的外接球球心和8个顶点中任选4个点,有种选法,其中共面的分两类:一是6个对角面且都过球心,共有种选法,二是6个侧面,共有种选法,所以4个点在同一平面内的共有种选法,所以4个点在同一平面内的概率为,故〖答案〗为:.16.在△ABC中,角所对的边分别为.若,则△ABC的面积的最大值为______.〖答案〗〖解析〗方法1:在△ABC中,以线段所在的直线为轴,的中垂线为轴,建立平面直角坐标系,则,,设,因为,所以.得,整理得,即是如图1所示的圆上的动点.如图2,当点C在y轴上时,即时,△ABC面积最大,故,当时,即时,△ABC面积取得最大值为.方法2:如图3,CD是△ABC边AB上的高,设,,,由,得,即,又,得当且仅当时取等号),所以,又,当且仅当时,等号成立,即,将与代人中,得.所以△ABC面积的最大值为.方法3:由三角形面积公式,得,即,由,得,由余弦定理,得,所以(当且仅当时取等号),当时,即时,取得最大值,即,所以△ABC面积的最大值为.(也可以用基本不等式求的最大值,即,当时,即时取等号,所以△ABC面积的最大值为.)方法4:在△ABC中,由余弦定理,得,由,得,即,又,所以,即,故,又,所以,令,,得,令,得,0极大值即当时,,,所以△ABC面积的最大值为.解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.17.(12分)已知数列满足:,,,.(1)证明:是等差数列:(2)记的前n项和为,,求n的最小值.(1)证明:证法一:由,得,则,从而.又,所以,即,所以是等差数列.证法二:由,且,则,得,因为,,所以,即,所以是等差数列.(2)解:解法一:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又.所以,,又;又,则,且,所以n的最小值为10.解法二:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又,所以.当时,,,所以,,又,则,且,所以n的最小值为10.解法三:设等差数列的公差为d.当时,,即,所以,所以,所以数列是首项为1,公差为1的等差数列,所以.又.当时,,所以,.又,则,且,所以n的最小值为10.18.(12分)如图,在直三棱柱中,点E,F分别是,中点,平面平面.(1)证明:;(2)若,平面平面,且,求直线l与平面所成角的余弦值.(1)证明:取中点G,连接,,∵E,G分别是,中点,∴且,又∵且,∴且,∴四边形为平行四边形,∴,又平面,平面,∴EF∥平面,∵平面,平面平面,∴.(2)解:由三棱柱为直棱柱,∴平面,∴,,∵平面平面,平面平面,平面,∴平面,∴,故以为坐标原点,以,,分别为,,轴建立空间直角坐标系,设,则,,,,所以,,又,则,解得,所以,,则,,设平面法向量为,所以,即,取,得,由(1)知直线,则l方向向量为,设直线l与平面所成角为,则,则,所以直线l与平面所成角的余弦值为.19.(12分)某学校开展投篮活动,活动规则是:每名选手投篮次(,),每次投篮,若投进,则下一次站在三分线处投篮;若没有投进,则下一次站在两分线处投篮.规定每名选手第一次站在两分线处投篮.站在两分线处投进得2分,否则得0分;站在三分线处投进得3分,否则得0分.已知小明站在两分线处投篮投进的概率为0.7,站在三分线处投篮投进的概率为0.5,且每次投篮相互独立.(1)记小明前2次投篮累计得分为,求的分布列和数学期望;(2)记第次投篮时,小明站在三分线处投篮的概率为,,2,…,,求的表达式.解:(1)依题意,的所有可能取值为,,.记“小明第次投篮站在两分线处并且投进”为事件,,,“小明第2次投篮站在三分线处并且投进”为事件.;;.所以的分布列为所以.(2)由题意知,.当时,分两种情形:①若小明第次投篮站在三分线处,这种情形下小明第次投篮站在三分线处的概率为;②若小
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