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文档简介

河北省强基名校联盟2023-2024学年高二下学期开学联考

数学试题

学校:姓名:班级:考号:

一、单选题

1.若直线ov+y+a7=0与直线x+砂=0平行,则实数”的值为()

A.1或।B..C.1D.0

2.等差数列{《,}的前"项和为S,,,且品=55,则%+4+的=()

A.15B.10C.25D.20

3.已知片,工为椭圆二+且=[的两个焦点,过片的直线交椭圆于4"两点,若

10036

|%4|+内理=24,则网=()

A.4B.16C.12D.8

4.若函数y=〃x)在x=x。处的导数等于“,则Hm/(%+2©)-/(/-2©)的值为

Ar->0Ax

()

A-aB.2a03aD,4a

5.已知直线与抛物线C:x2=2py(p>0)交于A,8两点,。为坐标原点,且

OA工OB,交于点。,点。的坐标为0,1),则抛物线C的焦点坐标为

()

A.(°,;)B.(0,£]D.(。’2)

6.给出下列命题,其中正确的命题是()

A.若向量)共面,则它们所在的直线共面

试卷第11页,共33页

B.已知丽=而+z],若「,A,B,C四点共面,则x+y+z=l

C-£=0,],1)为单位向量

D.已知向量£=(9,4,~4),5=(1,2,2),则Z在在上的投影向量为(1,2,2)

7.已知数列{*满足%=L产,^(neN,),则满足〈上的〃的最小取

3%+2125

值为()

A.5B.6C.7D.8

8.已知双曲线°:《上=1(”>°,">°)的左、右焦点分别为耳,巴,A是双

/b2

曲线C的左顶点,p,Q(°在第一象限)是双曲线0上关于y轴对称的两个点,若

直线"p与直线"。的斜率之积为_』,直线外与双曲线。的右支交于另一点加,且

9

阿。|=4,耳的周长为20,则该双曲线的标准方程为()

,,22c.^-/=1D.片上=1

A.£._r=1B.土一匕=i

819939364

二、多选题

9.下列求导运算正确的是()

A.若N=(x+l)lnx,贝4=inx+L]B.(cos/r)=-sin^-

X

C.(上-2,)=—^-2、ln2D,(、2')'=(

U+1)(x+1)2

10.已知圆G:X2+/=1-圆G:x2+.y2-6x+4y+9=0-则()

试卷第21页,共33页

7

A.两个圆心所在直线的斜率为

3

B.两个圆公共弦所在直线的方程为3x-2y-5=0

C.过点6作直线/使圆G上有且只有一个点到/的距离为L则直线/的方程为

5x-12y=0

D.过点G作圆G的两条切线,切点为A,B,则直线N2的方程为3x-2y_l=0

H.如图,该形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法•商功》中,后人称

为“三角垛”.“三角垛”最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…

…设第〃层有见个球,从上往下”层球的总数为,则下列结论正确的是()

A.Sb=56B.(n>2)

D.数列I也叫竺竺]的前100项和为

c.l+-L+l+...+-L<2

a2%an4

200

一而

12.如图,在正方体力8CD-4圈GA中,AD=4,E,尸分别为4£,3c的中点,

点P满足万=4而+〃祠,440,1],〃€[()5.下列说法正确的是()

试卷第31页,共33页

A.若"="°,则"P与CQ的夹角为:

B.若a=L〃」,则GP"1•平面"皿

24

C.若2=1,〃=0,则四面体尸CFA的外接球的表面积为36兀

D.若,〃=g,则三棱锥P-E肛的体积为:

三、填空题

13.过点(2」)且横截距是纵截距2倍的直线方程为一.(写成一般式方程)

2"124047

14.已知函数/(%)='若s=/(o)+/+•••+/+〃2),

2、+2202420242024

则S―

15.已知抛物线C:y2=2px(P>0)的焦点为厂,准线为/,过下的直线与C交于

A,B两点、(点A在第一象限),与/交于点。,若丽=2而,|力9|=4,则|%同=—

16.已知定义在R上的连续偶函数/卜),其导函数为尸(可,当x>0时,不等式

矿卜)<_3/(_力成立,若对任意的xwR,不等式66*/卜2')-小3/'(公)<0恒成立,

则正整数Q的最大值为一.

四、解答题

2

17.已知圆C:x+/-2x-4y-20=0»直线人(加+1)x+(m-l)y-4m-2=0'

(1)证明:直线/恒过定点.

试卷第41页,共33页

(2)设直线/交圆C于A,B两点,求弦长却的最小值及相应用的值.

18.已知函数/(x)=/一亦2+b(a,bwR)的图象过点(2,4),且/(1)=>

(1)求a,8的值;

(2)求曲线y=/(x)过点(o,T)的切线方程.

19.已知函数[(x)=q+lnx(aeR).

⑴讨论/卜)的极值;

⑵求/(x)在[l,e]上的最小值g(a)•

20.若数列S,J满足q=2,a,,”

(1)求{%}的通项公式;

(2)求数列{氏.3川}的前〃项和T„-

21.如图,在四棱锥中,DA//CB'且N/M8=120。,DA=PA=2'

AB=CB=\CD=V2'PC=2V2,七为尸力的中点•

(1)证明:BE〃平面PDC.

(2)在线段pQ(不含端点)上是否存在点长,使得平面KE8与平面POC的夹角的余弦

试卷第51页,共33页

值为逑?若存在,求出静的值;若不存在,说明理由.

10

22.已知椭圆C:£+《=1(">">°)的离心率为Y2,左、右焦点分别为耳,

a2b22

F2>上、下顶点分别为4,4,且四边形4片4g的面积为4.

(1)求椭圆C的方程.

(2)平行于x轴的直线/与椭圆c的一个交点为P,与以耳用为直径的圆的一个交点为0,

且P,0位于》轴两侧,M,%分别是椭圆C的左、右顶点,直线MP,NP分别与

y轴交于点E,F.证明:NE0F为定值.

试卷第61页,共33页

参考答案:

1.B

【分析】由两直线平行可计算出〃的值,再将“的值代回直线,排除重合情况即可得.

【详解】若直线ax+y+a-l=O与直线x+ay=O平行,则需满足力=],解得a=±l,

当a=l时,两直线都为x+y=O,故两直线重合,舍去,

当a=—1时,两直线分别为:x-y+2=0>x—y=0,符合要求,即0=—

故选:B.

2.A

【分析】借助等差数列前〃项和公式及等差中项的性质计算即可得.

【详解】因为等差数列{“"}的前”项和为S,,且s”=11(“;%)=11&=55,

则4=5,则%+综+49=3%=15。

故选:A.

3.B

【分析】借助椭圆定义计算即可得.

【详解】由二+片=1,可得"=1°,根据椭圆的定义得区力+阳旬+归川+|6目=4“=40,

10036

所以以,=|耳+闺邳=16・

故选:B.

4.D

【分析】根据给定条件,利用导数的定义直接计算作答.

[详解]由已知得lim/("2©)-/伍2人7)=4Hm/(%+2Ax)-/(.%-2叔)

AXAx&TO4AX

="'(xo)=4a-

答案第11页,共22页

故选:D.

5.A

【分析】由题意可得自。=1,即可得36=_1,又£)(1,1),即可得直线的方程为

y=-x+2,联立抛物线,得到与A,8两点横坐标有关韦达定理,结合0/108计算即可

得p,即可得焦点坐标.

【详解】二自。=1,二如=一1,

•e,直线AB的方程为y=-x+2.

设/(X1,必),8(x2,%),由0=r+2,得V+2px-4P=0,

V2=2py

•“M2=-4p,立宣=4.

2P2p

•・•OAA.OB-Xjx2+,%=-4p+4=0,

,P=1,二焦点坐标为(0,;)

故选:A.

6.D

【分析】根据向量共面结合直线的位置关系,可判断A;举反例可判断B;根据单位向量

的概念判断C;根据投影向量的额概念,求出£在在上的投影向量即可判断D.

【详解】对于A,向量B,)共面,它们所在的直线可以是异面直线,A错误;

对于B,如图:0与p,A,8,c共线即共面,

答案第21页,共22页

设|西=1,|函=2,灰1=3,|函=6,满足题意,但x+y+z=6*l,B错误

对于C,同="+『+12=5故0不是单位向量,C错误;

对于D,在上的投影向量为下「B[=F]"=一~(1,2,2)=(1,2,2),。正确,

故选:D

7.C

【分析】由题意可得_!_+3=2(-!~+3],即可得数列1_L+3]是以4为首项,2为公比的

等比数列,即可计算出数列{可}的通项公式,再解出不等式即可得解.

【详解】因为勺所以一二=3+2,所以」_+3=2(1+31,

3%+2«„+1%。用(a.}

又_1+3=4,所以数列1_L+31是以4为首项,2为公比的等比数列,

a'1«„.

所以'+3=2,,+|,所以―7.

«„2-3

%/I4B1『I日口2"+1—3>125A/JZB〃>6

由“"正,得2"'_3丘?,即,解得

因为〃为正整数,所以〃的最小值为7.

故选:C.

8.C

答案第31页,共22页

【分析】设出点P(x。)。),结合题意计算可得£=_!",由4加。耳的周长为20,眼。1=4

«29

,结合双曲线定义可得44+8=20,计算即可得a、b,即可得该双曲线的标准方程•

【详解】设尸(/,%),则。(-X。,%),有考__区=],即心《=4,即黎方=-4

a2b2"6。Ia

则左右——匚=>,=上=」,所以4=_L,所以2

222

。x0-a-x0-aa-Xga9a9°3

因为直线0A与双曲线C的右支交于另一点历,所以|。闻_|°周=24,

\MF]-\MF2\=2a'^\MF^\=\MF2\+2a'\QFt\=\QF2\+2a'

则AMOR的周长为|也娟+|Q周+|MQ|=4a+2|M0|=4a+8=20,

所以则〃=L所以该双曲线的标准方程为

故选:C.

9.AC

【分析】根据求导公式依次判定选项即可得到答案.

【详解】对于A,若y=(x+l)lnx,则y=]nx+四=lnx+4+l,故A正确;

XX

答案第41页,共22页

对于B,(M)'=S)'=。,故B错误:

-2Aln2=—^--2lln2,故C正确;

对于C,r

(x+l)

对于D,(ln2x)'=Ag,故D错误.

故选:AC

10.AD

【分析】根据两个圆的圆心距、半径可以判断这两个圆的位置关系,然后利用四点共圆,

推出直线的方程.

AADR

【详解】根据题意,圆cj/+必=1,其圆心为q(o,o),半径R=i.

圆G:X2+/-6X+4^+9=0'即(x_3y+(y+2)2=4,其圆心为G。,-2),半径厂=2,

则两个圆心所在直线的斜率左=^^=-4,故A正确;

3-03

圆心距==而>R+r=3,两圆外离,不存在公共弦,故B不正确;

因为圆C?上有且只有一个点到/的距离为1,所以点G至0的距离为3,

当直线斜率不存在时,/的方程为x=0,满足题意,

故C不正确;

答案第51页,共22页

连接C/,C、B,则£,A,。2,8四点共圆(四边形对角互补则四点)

则该圆的方程为x(x-3)+y(y+2)=0,即圆的方程犬+/2_31+2尸0,

而圆G:x2+y2^\'且"8为圆x2+,2_3x+2y=0与圆G的公共弦,

两式相减得直线48的方程为3x-2y-l=0,故D正确.

故选:AD.

11.ACD

【分析】对于A,求得知=10,%=15,4=21,即可得解;

对于B,由每层球数变化规律可知见(n>2)即可得解;

对于C,根据8选项利用累加法可得("N*),由

£_2利用累积法即可得解;

«„〃(〃+1)nn+\

对于D,由(2〃+l)coss=2x(_i)"\+Jj|,分组累加即可得解.

a„'[nn+\)

【详解】对于A,《=]o,%=15,6=21,$6=q+%+…+必=56,A正确.

对于B,由每层球数变化规律可知q_a“T=〃("22),8错误.

答案第61页,共22页

对于C,当”22时,,、/\n(n+

%=(4-%)+…+(。2-4)+4="+・“+2+1=——

当,时,叔满足•等,(neN4)

~~~~2~

•」=3=2七一-L]

an+72+1J

1111,<11111、r△1「「F旅

.*.一+—+—+•••+—=2x1——+----+…+-------=2x1-------<2,C止确♦

axa2a3an\223nn+\)\n+ly

对于D,色土但竺=2x(-1)"[1+_彳),则其前100项和为

2-局+=2卜+自”2,D正确.

+

卷+自101

故选:ACD.

12.BC

【分析】由向量夹角的定义即可判断A,建立空间直角坐标系,结合空间向量的坐标运算

即可判断B,求得四面体外接球的半径,再结合球的表面积公式,即可判断C,由等体积

法即可判断D.

【详解】对于A,若’="°,则'在线段犯(不含人)上,叫与G。的夹角为

向量/尸与空的夹角为空,故A错误;

3

对于B,如图1,以A为坐标原点,分别以48,AD,[4所线为x,y,z轴建立空间直

角坐标系,

答案第71页,共22页

则力(0,0,0),。(0,4,0),4(0,0,4),G(4,4,4),4(0,4,4),£(2,0,4);尸(4,2,0),

则而=(0,4,0),怒=(0,0,4),C^=(-4,-4,-4),

则方《而+;羽=(0,2,1),可=第+"=(-4,-2,-3),

又厚=(2,-4,0),方=(2,2,-4),所以彳屏=0,中历=0,

则不是平面EFR的一个法向量,所以GPL平面EFR,故B正确:

对于C,若4=1,〃=0,则点P即点。,连接。尸,

由正方体的性质可知几何体Dt-DCF是侧棱DXD垂直于底面DCF的三棱锥,

而底面DCF是直角二角形>易得口尸=yjcD2+CF2=V42+22=26'

所以AO外接圆的半径厂」。产=石,

2

R/、2

设其外接球的半径为,则/?2=r+(;即[=5+4=9,

所以四面体尸CER即三棱锥2-OCF的外接球的表面积为47t膈值,故C正确;

答案第81页,共22页

对于D,若""I〃=;,则,为"A的中点,如图2,取点“,满足丽=:丽,连接

FH,易知FH〃ED「

故2-y-y-y=4,故D错误.

rr

'P-EFRF-EPDtH-EPD,'&PHR,

故选:BC.

13.x-2y=0或x+2y-4=0

【分析】分类讨论,当直线过原点时直接求斜率即可得,当直线不过原点时设出截距式方

程计算.

【详解】当直线过原点时,直线的斜率为4=上卫=!,此时直线的方程为y=Lx,即

2—022

x-2y=0;

当直线不过原点时,设所求直线的方程为二+上=1/*°),即、+2y=2〃,

2bb

将点(2,1)的坐标代入直线方程可得2b=2+2=4,解得6=2,

此时直线的方程为x+2y-4=0,

因此,所求直线方程为x-2y=0或x+2y-4=0.

答案第91页,共22页

故答案为:x-2y=0^x+2y-4=0-

I44049z2024.5

,2

【分析】由解析式推出〃力+/(27)=1,再倒序相加即可・

【详解】因为/(»=工,所以y(2-x)=22T

''2'+2''22-1+22,+2

所以/(x)+/(2-x)=l,

由5=/(0)+/f—!—k+…+/(竺]+/(2).

,,(2024)U024J1.2024)

则5=〃2)+力也]+d也M.+d-M+/(。),

I7(2024J12024J(2024J八)

所以2s=4049X1,则5=华.

4049

故答案为:

2

15-T

【分析】利用抛物线的定义,以及几何关系可知再利用数形结合表示2

的值,进而得p=2,再根据焦半径公式得X,=3,进而求解直线4尸的方程并与抛物线联

立得马=;,再用焦半径公式求解即可.

【详解】如图,

答案第101页,共22页

设准线与X轴的交点为K,作/4_L/,BB}11>垂足分别为4,B/所以34//FK//4V

又加=2而,所以网=幽=子网.设〃网",则3。=圈=;.

因为BBJ/A4,所以NF44=NDBB、=。,所以cos“⑨=1,

所以|KF|=|/4|-J"|=4-2=2,即2=2.

故抛物线C的方程为/=4x,焦点为尸(1,0),准线为/:x=-l.

所以直线AF的方程为、=-1).

2

联立方程b=6(1),得3x-10x+3=0,解得%=3,Xs='

y2=4x

所以|叫=%+/+。=;+3+2=个.

故答案为:3.

3

16.5

【分析】由为偶函数,所以矿(x)<-3/(-x)可整理为矿(x)+3/(x)<0,

,2

根据所给条件可构造函数g(x)=x7(x)-当x>0可得g,(x)=xf\x)+3xf(x)<0,

答案第111页,共22页

函数g(x)在®+8)上单调递减,利用g(x)为奇函数再转化成当时,4<岂1恒成立即

X

可得解.

【详解】令g(x)=V/(x),因为当x>0时,不等式矿(x)<-3/(-x)成立,

所以x»'(x)+3x2/(x)<0,所以所以函数g")在(0,+8)上单调递减.

由题忌得g(-X)=(-x)3/(-X)=-x3/(x)=-g(x),且g(0)=0,

所以g(x)是奇函数,所以g(x)在R上单调递减.

因为对任意的X6R,不等式《6"(/,)_/工3/(4%)<°恒成立,

所以©6了卜2')<,所以g(e2、)<g(ax),所以e?,>ax.

因为Q〉0,所以当时,上式显然成立.

当时.,"匕令"力之(、>°),

Xx

所以修制=竺学:,所以函数”(X)在(0,;)上单调递减,在,+oo)上单调递增,

所以Mx)mi.=6(;)=2e,所以"2e,所以正整数”的最大值为5.

故答案为:5

17.(1)证明见解析

(2)弦长必目的最小值为4石,对应”的值为2

答案第121页,共22页

【分析】(1)先整理直线方程可得(x+y-4),〃+(x-y-2)=0,由1X+V-4=0,即可得解;

[x-y-2=0,

(2)先设圆心c到直线/的距离为“,要使直线/被圆c截得的线段长度最小,则需“最大,

当直线er垂直于直线/时,”取得最大值,最大值为匕目的线段长度,根据垂直求得加=[,

结合距离公式和弦长公式即可得解.

【详解】(1)直线,的方程可化为-m+(x__2)=0,

联立F+…=0,解得卜=3,故直线/恒过定点P。,1).

[x-y-2=0,[7=1,

⑵x2+/_2x_4y-20=0可化为(x-l)2+(y-2)2=25,则圆心为C(l,2),r=5.

设圆心C到直线/的距离为/,要使直线/被圆c截得的线段长度最小,则需“最大,

当直线CP垂直于直线/时,,取得最大值,最大值为|CP|的线段长度.

因为%=上工=」,所以-旺]=-1,解得,”=巳

3-122Vrn-^),

由两点间距离公式可得=,(37)2+(「2)2=75,

所以直线/被圆C截得的最短弦长为2血三=4遍.

答案第131页,共22页

综上,弦长I/M的最小值为4后,对应"的值为g.

⑻(%=1,/,=()•

(2)x-j^-l=0

【分析】(1)根据题意/(2)=4可得6=4〃-4,由((x)=3x2一2奴,可得

广(1)=3-2〃=1,联立即可得解;

(2)由/(X)=x3_x2可设曲线y=/(x)上的切点为(m,加3-疗),利用导数的几何意义可

得切线斜率为/,(机)=3/_2"1,利用点斜式可得切线方程k加3+/=(3/_2机)(》-“),

带入点(0,-1),即可得解.

【详解】(1)因为函数*工)=1_0%2+8的图象过点(2,4),所以b=4a-4①.

又/'(x)=3x2-2ax,/'⑴=1,所以/'(l)=3xl2-2a=3-2a=l②,

由①②解得0=1,b=0・

(2)由(1)知小)=<3,

设所求切线在曲线y=〃X)上的切点为(机,机3一加2),则/,(加)=3加2-2机,

2

所以切线方程为y-加+m-(3/,

又切线过点(0,_]),所以2加-1=0,

可得2m3—2—/n2+1=0'

答案第141页,共22页

2(W3-1)-(»I2-1)=01

(m—l)(2«r+w+1)=0"解得"=1,

所以切点为(1,0),切线方程为x-y-l=0.

故曲线=过点(0,-1)的切线方程为x-y-l=O.

19.(1)答案见解析

a,a<1

(2)g(。)=<1+Ina/<a<e

a.

—+l,a>e

、e

【分析】(1)求导后,分别在a40和a>0的情况下,根据广口)的正负可得/(x)单调性,

由极值定义可求得结果;

(2)分别在a41、l<a<e和a2e的情况下,根据/,(月的正负可得/(刈单调性,由此

可得最值点,代入可求得最值.

【详解】⑴由题意知:“X)的定义域为(°,+8),f(x)=-4+-=^:

XXX

当时,x-a>0,恒成立,葩力在(0,+8)上单调递增,

无极值;

,la>0时,若xw(0,a),/'(X)<0:右xe(.,+<»),

前/歆J在(0,a)上单调递减,在(生用)上单调递增;

前716的极小值为/(a)=l+ln«>无极大值;

答案第151页,共22页

综上所述:当a«0时,/卜)无极值;当〃>0时,/(、)的极小值为1+lna,无极大值.

(2)当“Ml时,/,(x)20在[l,e]上恒成立,也/0】在[l,e]上单调递增,

当l<a<e时,若xe[l,a),/,(x)<0:若xe(a,e],;

温/取】在口,。)上单调递减,在(a,e]上单调递增,

"(x)mM=/(a)=l+lna;

当""时,/'(x)4。在[l,e]上单调递减,.../(x)mjn=/(e)=q+l;

/(x)[l,e][

a9a<l

综上所述:在上的最小值g(a)=4l+lna,l<a<e.

—+1,(2>e

2,〃=1,

20.⑴%

(〃£N*

【分析】(1)利用方程组法求得刍工=3_,从而求得〃22时,%=空,又当"=1时,

M-L.9MJ-13

出”从而求出通项公式;

答案第161页,共22页

(2)利用错位相减法求和即可求解,注意对4=18检验是否适合[=竺土也产婴.

【详解】(1)由*=?+§+…+R,知/=?+?+.••+如(n-2),

23n+123n

两式相减得(W-2),则刍吐>=旦_,故当”22时,(儿]为常数列.

当〃=1时,°,=幺=1,

2

当〃22时,刍=*=:,即4=彳,又4=2不适合上式,

〃+1333

2,77=1

所以见"〃22

13

(2)当〃=1时,彳=]8,当"22时,°“.3向=(〃+1)x3”,

7;=18+3x3?+4x3、…+〃x3"T+(“+1)x3",

37;=54+3x33+4x3"+…+”x3"+(”+l)x3"",

两式相减得一2(-9+(33+34+---+3")-(n+l)x3,,+l

33X1-3"-2)45(2〃+1)X3"M

=-9+—------^-(M+1)X3"+I=----------7----

1-3V'22

所以『45+力叱;又g8符合式子,

45+(2〃+l)x3"i〃wN*)

所以雹=

4

21.(1)证明见解析;

答案第171页,共22页

(2)不存在,理由见解析.

【分析】(1)取包)的中点〃,连接“E,CM,证明四边形CME8为平行四边形,可得

BE//CM,再根据线面平行的判定定理即可得证;

(2)取D4的中点N,连接CN,先证明平面PN8,再以点A为原点建立空间直角

坐标系,利用向量法求解即可.

【详解】(1)如图,取尸〃的中点加,连接近,CM'

因为M,后分别为PD,尸力的中点,所以ME//D/T

又DAHCB,所以ME//CB,

又ME=L.=BC,所以四边形,'仍为平行四边形,

2

则BE//CM,'又BEU平面PDC,CMu平面PDC,

所以8£7/平面尸AC;

(2)如图,取可的中点汽,连接块,

答案第181页,共22页

a

由NA//CB且NA=CB'得四边形NABC是平行四边形,

所以NC=Z8=1,又ND=\,CD=6,所以NC2+N02=。2,

所以DNLCN,

由NC〃/8'DALAB'

在APNB中'PA=2'/B=l'ZPAB=\20o>

由余弦定理得尸8z=P/+NB2-2P//8cosl20°=4+l+2x2xg=7,

则PB=行,又C8=LPC=2及,PB2+CB2=PC2,

所以C8_L8P则。/_L8P'

又DALAB,ABcBP=B,AB,BPblSP4B,所以N_L平面P/8,

在平面尸工8内作ZF_LZB交8P于尸,

如图,以点为原点建立空间直角坐标系,

A

则"(0,0,0),0(0,0,2),8(0,1,0),P(V3,-l,0).40,1,1),/且」力

2,2;

\/

所以丽=卜收1,2),而/成=(。,1,-1),而J0」,o]

I22JI22J

答案第191页,共22页

假设存在NK)两足题意,设百

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