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2022-2023學(xué)年高三上數(shù)學(xué)期末模擬試卷考生請(qǐng)注意:1.答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫(xiě)在試卷密封線(xiàn)內(nèi),不得在試卷上作任何標(biāo)記。2.第一部分選擇題每小題選出答案后,需將答案寫(xiě)在試卷指定的括號(hào)內(nèi),第二部分非選擇題答案寫(xiě)在試卷題目指定的位置上。3.考生必須保證答題卡的整潔??荚嚱Y(jié)束后,請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.如圖所示,直三棱柱的高為4,底面邊長(zhǎng)分別是5,12,13,當(dāng)球與上底面三條棱都相切時(shí)球心到下底面距離為8,則球的體積為()A.1605π3 B.6422.造紙術(shù)、印刷術(shù)、指南針、火藥被稱(chēng)為中國(guó)古代四大發(fā)明,此說(shuō)法最早由英國(guó)漢學(xué)家艾約瑟提出并為后來(lái)許多中國(guó)的歷史學(xué)家所繼承,普遍認(rèn)為這四種發(fā)明對(duì)中國(guó)古代的政治,經(jīng)濟(jì),文化的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用.某小學(xué)三年級(jí)共有學(xué)生500名,隨機(jī)抽查100名學(xué)生并提問(wèn)中國(guó)古代四大發(fā)明,能說(shuō)出兩種發(fā)明的有45人,能說(shuō)出3種及其以上發(fā)明的有32人,據(jù)此估計(jì)該校三級(jí)的500名學(xué)生中,對(duì)四大發(fā)明只能說(shuō)出一種或一種也說(shuō)不出的有()A.69人 B.84人 C.108人 D.115人3.閱讀如圖的程序框圖,若輸出的值為25,那么在程序框圖中的判斷框內(nèi)可填寫(xiě)的條件是()A. B. C. D.4.?dāng)?shù)列滿(mǎn)足:,則數(shù)列前項(xiàng)的和為A. B. C. D.5.設(shè)為的兩個(gè)零點(diǎn),且的最小值為1,則()A. B. C. D.6.如圖,在正方體中,已知、、分別是線(xiàn)段上的點(diǎn),且.則下列直線(xiàn)與平面平行的是()A. B. C. D.7.已知復(fù)數(shù)滿(mǎn)足:,則的共軛復(fù)數(shù)為()A. B. C. D.8.從某市的中學(xué)生中隨機(jī)調(diào)查了部分男生,獲得了他們的身高數(shù)據(jù),整理得到如下頻率分布直方圖:根據(jù)頻率分布直方圖,可知這部分男生的身高的中位數(shù)的估計(jì)值為A. B.C. D.9.半徑為2的球內(nèi)有一個(gè)內(nèi)接正三棱柱,則正三棱柱的側(cè)面積的最大值為()A. B. C. D.10.集合,,則()A. B. C. D.11.一個(gè)四面體所有棱長(zhǎng)都是4,四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)球上,則球的表面積為()A. B. C. D.12.已知集合A={x∈N|x2<8x},B={2,3,6},C={2,3,7},則=()A.{2,3,4,5} B.{2,3,4,5,6}C.{1,2,3,4,5,6} D.{1,3,4,5,6,7}二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.已知數(shù)列的前項(xiàng)和且,設(shè),則的值等于_______________.14.若在上單調(diào)遞減,則的取值范圍是_______15.在棱長(zhǎng)為的正方體中,是面對(duì)角線(xiàn)上兩個(gè)不同的動(dòng)點(diǎn).以下四個(gè)命題:①存在兩點(diǎn),使;②存在兩點(diǎn),使與直線(xiàn)都成的角;③若,則四面體的體積一定是定值;④若,則四面體在該正方體六個(gè)面上的正投影的面積的和為定值.其中為真命題的是____.16.已知函數(shù),若方程的解為,(),則_______;_______.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17.(12分)已知在中,角,,的對(duì)邊分別為,,,的面積為.(1)求證:;(2)若,求的值.18.(12分)某藝術(shù)品公司欲生產(chǎn)一款迎新春工藝禮品,該禮品是由玻璃球面和該球的內(nèi)接圓錐組成,圓錐的側(cè)面用于藝術(shù)裝飾,如圖1.為了便于設(shè)計(jì),可將該禮品看成是由圓及其內(nèi)接等腰三角形繞底邊上的高所在直線(xiàn)旋轉(zhuǎn)180°而成,如圖2.已知圓的半徑為,設(shè),圓錐的側(cè)面積為.(1)求關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式;(2)為了達(dá)到最佳觀賞效果,要求圓錐的側(cè)面積最大.求取得最大值時(shí)腰的長(zhǎng)度.19.(12分)某工廠生產(chǎn)一種產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為,只要誤差的絕對(duì)值不超過(guò)就認(rèn)為合格,工廠質(zhì)檢部抽檢了某批次產(chǎn)品1000件,檢測(cè)其長(zhǎng)度,繪制條形統(tǒng)計(jì)圖如圖:(1)估計(jì)該批次產(chǎn)品長(zhǎng)度誤差絕對(duì)值的數(shù)學(xué)期望;(2)如果視該批次產(chǎn)品樣本的頻率為總體的概率,要求從工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取2件,假設(shè)其中至少有1件是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度產(chǎn)品的概率不小于0.8時(shí),該設(shè)備符合生產(chǎn)要求.現(xiàn)有設(shè)備是否符合此要求?若不符合此要求,求出符合要求時(shí),生產(chǎn)一件產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率的最小值.20.(12分)在直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)的坐標(biāo)為,直線(xiàn)的參數(shù)方程為(為參數(shù),為常數(shù),且).以直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)為極點(diǎn),軸的正半軸為極軸,且兩個(gè)坐標(biāo)系取相等的長(zhǎng)度單位,建立極坐標(biāo)系,圓的極坐標(biāo)方程為.設(shè)點(diǎn)在圓外.(1)求的取值范圍.(2)設(shè)直線(xiàn)與圓相交于兩點(diǎn),若,求的值.21.(12分)古人云:“腹有詩(shī)書(shū)氣自華.”為響應(yīng)全民閱讀,建設(shè)書(shū)香中國(guó),校園讀書(shū)活動(dòng)的熱潮正在興起.某校為統(tǒng)計(jì)學(xué)生一周課外讀書(shū)的時(shí)間,從全校學(xué)生中隨機(jī)抽取名學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)査,統(tǒng)計(jì)了他們一周課外讀書(shū)時(shí)間(單位:)的數(shù)據(jù)如下:一周課外讀書(shū)時(shí)間/合計(jì)頻數(shù)46101214244634頻率0.020.030.050.060.070.120.250.171(1)根據(jù)表格中提供的數(shù)據(jù),求,,的值并估算一周課外讀書(shū)時(shí)間的中位數(shù).(2)如果讀書(shū)時(shí)間按,,分組,用分層抽樣的方法從名學(xué)生中抽取20人.①求每層應(yīng)抽取的人數(shù);②若從,中抽出的學(xué)生中再隨機(jī)選取2人,求這2人不在同一層的概率.22.(10分)已知函數(shù).(1)若,求證:.(2)討論函數(shù)的極值;(3)是否存在實(shí)數(shù),使得不等式在上恒成立?若存在,求出的最小值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
參考答案一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】
設(shè)球心為O,三棱柱的上底面ΔA1B1C1的內(nèi)切圓的圓心為O1,該圓與邊B【詳解】如圖,設(shè)三棱柱為ABC-A1B1C所以底面ΔA1B1C1為斜邊是A1C1則圓O1的半徑為O設(shè)球心為O,則由球的幾何知識(shí)得ΔOO1M所以O(shè)M=2即球O的半徑為25所以球O的體積為43故選A.【點(diǎn)睛】本題考查與球有關(guān)的組合體的問(wèn)題,解答本題的關(guān)鍵有兩個(gè):(1)構(gòu)造以球半徑R、球心到小圓圓心的距離d和小圓半徑r為三邊的直角三角形,并在此三角形內(nèi)求出球的半徑,這是解決與球有關(guān)的問(wèn)題時(shí)常用的方法.(2)若直角三角形的兩直角邊為a,b,斜邊為c,則該直角三角形內(nèi)切圓的半徑r=a+b-c2、D【解析】
先求得名學(xué)生中,只能說(shuō)出一種或一種也說(shuō)不出的人數(shù),由此利用比例,求得名學(xué)生中對(duì)四大發(fā)明只能說(shuō)出一種或一種也說(shuō)不出的人數(shù).【詳解】在這100名學(xué)生中,只能說(shuō)出一種或一種也說(shuō)不出的有人,設(shè)對(duì)四大發(fā)明只能說(shuō)出一種或一種也說(shuō)不出的有人,則,解得人.故選:D【點(diǎn)睛】本小題主要考查利用樣本估計(jì)總體,屬于基礎(chǔ)題.3、C【解析】
根據(jù)循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序框圖,帶入依次計(jì)算可得輸出為25時(shí)的值,進(jìn)而得判斷框內(nèi)容.【詳解】根據(jù)循環(huán)程序框圖可知,則,,,,,此時(shí)輸出,因而不符合條件框的內(nèi)容,但符合條件框內(nèi)容,結(jié)合選項(xiàng)可知C為正確選項(xiàng),故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查了循環(huán)結(jié)構(gòu)程序框圖的簡(jiǎn)單應(yīng)用,完善程序框圖,屬于基礎(chǔ)題.4、A【解析】分析:通過(guò)對(duì)an﹣an+1=2anan+1變形可知,進(jìn)而可知,利用裂項(xiàng)相消法求和即可.詳解:∵,∴,又∵=5,∴,即,∴,∴數(shù)列前項(xiàng)的和為,故選A.點(diǎn)睛:裂項(xiàng)相消法是最難把握的求和方法之一,其原因是有時(shí)很難找到裂項(xiàng)的方向,突破這一難點(diǎn)的方法是根據(jù)式子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),常見(jiàn)的裂項(xiàng)技巧:(1);(2);(3);(4);此外,需注意裂項(xiàng)之后相消的過(guò)程中容易出現(xiàn)丟項(xiàng)或多項(xiàng)的問(wèn)題,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤.5、A【解析】
先化簡(jiǎn)已知得,再根據(jù)題意得出f(x)的最小值正周期T為1×2,再求出ω的值.【詳解】由題得,設(shè)x1,x2為f(x)=2sin(ωx﹣)(ω>0)的兩個(gè)零點(diǎn),且的最小值為1,∴=1,解得T=2;∴=2,解得ω=π.故選A.【點(diǎn)睛】本題考查了三角恒等變換和三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)的應(yīng)用問(wèn)題,是基礎(chǔ)題.6、B【解析】
連接,使交于點(diǎn),連接、,可證四邊形為平行四邊形,可得,利用線(xiàn)面平行的判定定理即可得解.【詳解】如圖,連接,使交于點(diǎn),連接、,則為的中點(diǎn),在正方體中,且,則四邊形為平行四邊形,且,、分別為、的中點(diǎn),且,所以,四邊形為平行四邊形,則,平面,平面,因此,平面.故選:B.【點(diǎn)睛】本題主要考查了線(xiàn)面平行的判定,考查了推理論證能力和空間想象能力,屬于中檔題.7、B【解析】
轉(zhuǎn)化,為,利用復(fù)數(shù)的除法化簡(jiǎn),即得解【詳解】復(fù)數(shù)滿(mǎn)足:所以故選:B【點(diǎn)睛】本題考查了復(fù)數(shù)的除法和復(fù)數(shù)的基本概念,考查了學(xué)生概念理解,數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力,屬于基礎(chǔ)題.8、C【解析】
由題可得,解得,則,,所以這部分男生的身高的中位數(shù)的估計(jì)值為,故選C.9、B【解析】
設(shè)正三棱柱上下底面的中心分別為,底面邊長(zhǎng)與高分別為,利用,可得,進(jìn)一步得到側(cè)面積,再利用基本不等式求最值即可.【詳解】如圖所示.設(shè)正三棱柱上下底面的中心分別為,底面邊長(zhǎng)與高分別為,則,在中,,化為,,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),此時(shí).故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查正三棱柱與球的切接問(wèn)題,涉及到基本不等式求最值,考查學(xué)生的計(jì)算能力,是一道中檔題.10、A【解析】
計(jì)算,再計(jì)算交集得到答案.【詳解】,,故.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查了交集運(yùn)算,屬于簡(jiǎn)單題.11、A【解析】
將正四面體補(bǔ)成正方體,通過(guò)正方體的對(duì)角線(xiàn)與球的半徑關(guān)系,求解即可.【詳解】解:如圖,將正四面體補(bǔ)形成一個(gè)正方體,正四面體的外接球與正方體的外接球相同,∵四面體所有棱長(zhǎng)都是4,∴正方體的棱長(zhǎng)為,設(shè)球的半徑為,則,解得,所以,故選:A.【點(diǎn)睛】本題主要考查多面體外接球問(wèn)題,解決本題的關(guān)鍵在于,巧妙構(gòu)造正方體,利用正方體的外接球的直徑為正方體的對(duì)角線(xiàn),從而將問(wèn)題巧妙轉(zhuǎn)化,屬于中檔題.12、C【解析】
根據(jù)集合的并集、補(bǔ)集的概念,可得結(jié)果.【詳解】集合A={x∈N|x2<8x}={x∈N|0<x<8},所以集合A={1,2,3,4,5,6,7}B={2,3,6},C={2,3,7},故={1,4,5,6},所以={1,2,3,4,5,6}.故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查的是集合并集,補(bǔ)集的概念,屬基礎(chǔ)題.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13、7【解析】
根據(jù)題意,當(dāng)時(shí),,可得,進(jìn)而得數(shù)列為等比數(shù)列,再計(jì)算可得,進(jìn)而可得結(jié)論.【詳解】由題意,當(dāng)時(shí),,又,解得,當(dāng)時(shí),由,所以,,即,故數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列,故,又,,所以,.故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查了數(shù)列遞推關(guān)系、函數(shù)求值,考查了推理能力與計(jì)算能力,計(jì)算得是解決本題的關(guān)鍵,屬于中檔題.14、【解析】
由題意可得導(dǎo)數(shù)在恒成立,解出即可.【詳解】解:由題意,,當(dāng)時(shí),顯然,符合題意;當(dāng)時(shí),在恒成立,∴,∴,故答案為:.【點(diǎn)睛】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,屬于中檔題.15、①③④【解析】
對(duì)于①中,當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合,與點(diǎn)重合時(shí),可判斷①正確;當(dāng)點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)重合,與直線(xiàn)所成的角最小為,可判定②不正確;根據(jù)平面將四面體可分成兩個(gè)底面均為平面,高之和為的棱錐,可判定③正確;四面體在上下兩個(gè)底面和在四個(gè)側(cè)面上的投影,均為定值,可判定④正確.【詳解】對(duì)于①中,當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合,與點(diǎn)重合時(shí),,所以①正確;對(duì)于②中,當(dāng)點(diǎn)點(diǎn)與點(diǎn)重合,與直線(xiàn)所成的角最小,此時(shí)兩異面直線(xiàn)的夾角為,所以②不正確;對(duì)于③中,設(shè)平面兩條對(duì)角線(xiàn)交點(diǎn)為,可得平面,平面將四面體可分成兩個(gè)底面均為平面,高之和為的棱錐,所以四面體的體積一定是定值,所以③正確;對(duì)于④中,四面體在上下兩個(gè)底面上的投影是對(duì)角線(xiàn)互相垂直且對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度均為1的四邊形,其面積為定義,四面體在四個(gè)側(cè)面上的投影,均為上底為,下底和高均為1的梯形,其面積為定值,故四面體在該正方體六個(gè)面上的正投影的面積的和為定值,所以④正確.故答案為:①③④.【點(diǎn)睛】本題主要考查了以空間幾何體的結(jié)構(gòu)特征為載體的謎題的真假判定及應(yīng)用,其中解答中涉及到棱柱的集合特征,異面直線(xiàn)的關(guān)系和椎體的體積,以及投影的綜合應(yīng)用,著重考查了推理與論證能力,屬于中檔試題.16、【解析】
求出在上的對(duì)稱(chēng)軸,依據(jù)對(duì)稱(chēng)性可得的值;由可得,依據(jù)可求出的值.【詳解】解:令,解得因?yàn)?,所以關(guān)于對(duì)稱(chēng).則.由,則由可知,,又因?yàn)?,所以,則,即故答案為:;.【點(diǎn)睛】本題考查了三角函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸,考查了誘導(dǎo)公式,考查了同角三角函數(shù)的基本關(guān)系.本題的易錯(cuò)點(diǎn)在于沒(méi)有正確判斷的取值范圍,導(dǎo)致求出.在求的對(duì)稱(chēng)軸時(shí),常用整體代入法,即令進(jìn)行求解.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、(1)證明見(jiàn)解析;(2).【解析】
(1)利用,利用正弦定理,化簡(jiǎn)即可證明(2)利用(1),得到當(dāng)時(shí),,得出,得出,然后可得【詳解】證明:(1)據(jù)題意,得,∴,∴.又∵,∴,∴.解:(2)由(1)求解知,.∴當(dāng)時(shí),.又,∴,∴,∴.【點(diǎn)睛】本題考查正弦與余弦定理的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題18、(1),(2)側(cè)面積取得最大值時(shí),等腰三角形的腰的長(zhǎng)度為【解析】試題分析:(1)由條件,,,所以S,;(2)令,所以得,通過(guò)求導(dǎo)分析,得在時(shí)取得極大值,也是最大值.試題解析:(1)設(shè)交于點(diǎn),過(guò)作,垂足為,在中,,,在中,,所以S,(2)要使側(cè)面積最大,由(1)得:令,所以得,由得:當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),所以在區(qū)間上單調(diào)遞增,在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以在時(shí)取得極大值,也是最大值;所以當(dāng)時(shí),側(cè)面積取得最大值,此時(shí)等腰三角形的腰長(zhǎng)答:側(cè)面積取得最大值時(shí),等腰三角形的腰的長(zhǎng)度為.19、(1)(2)【解析】
(1)根據(jù)題意即可寫(xiě)出該批次產(chǎn)品長(zhǎng)度誤差的絕對(duì)值的頻率分布列,再根據(jù)期望公式即可求出;(2)由(1)可知,任取一件產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率為0.4,即可求出隨機(jī)抽取2件產(chǎn)品,都不是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度產(chǎn)品的概率,由對(duì)立事件的概率公式即可得到隨機(jī)抽取2件產(chǎn)品,至少有1件是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度產(chǎn)品的概率,判斷其是否符合生產(chǎn)要求;當(dāng)不符合要求時(shí),設(shè)生產(chǎn)一件產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率為,可根據(jù)上述方法求出,解,即可得出最小值.【詳解】(1)由柱狀圖,該批次產(chǎn)品長(zhǎng)度誤差的絕對(duì)值的頻率分布列為下表:00.010.020.030.04頻率0.40.30.20.0750.025所以的數(shù)學(xué)期望的估計(jì)為.(2)由(1)可知任取一件產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率為0.4,設(shè)至少有1件是標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度產(chǎn)品為事件,則,故不符合概率不小于0.8的要求.設(shè)生產(chǎn)一件產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率為,由題意,又,解得,所以符合要求時(shí),生產(chǎn)一件產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的概率的最小值為.【點(diǎn)睛】本題主要考查離散型隨機(jī)變量的期望的求法,相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率公式的應(yīng)用,對(duì)立事件的概率公式的應(yīng)用,解題關(guān)鍵是對(duì)題意的理解,意在考查學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于基礎(chǔ)題.20、(1)(2)【解析】
(1)首先將曲線(xiàn)化為直角坐標(biāo)方程,由點(diǎn)在圓外,則解得即可;(2)將直線(xiàn)的參數(shù)方程代入圓的普通方程,設(shè)、對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為,列出韋達(dá)定理,由及在圓的上方,得,即即可解得;【詳解】解:(1)曲線(xiàn)的直角坐標(biāo)方程為.由點(diǎn)在圓外,得點(diǎn)的坐標(biāo)為,結(jié)合,解得.故的取值范圍是.(2)由直線(xiàn)的參數(shù)方程,得直線(xiàn)過(guò)點(diǎn),傾斜角為,將直線(xiàn)的參數(shù)方程代入,并整理得,其中.設(shè)、對(duì)應(yīng)的參數(shù)分別為,則,.由及在圓的上方,得,即,代入①,得,,消去,得,結(jié)合,解得.故的值是.【點(diǎn)睛】本題考查極坐標(biāo)方程化為直角坐標(biāo)方程,直線(xiàn)的參數(shù)方程的幾何意義的應(yīng)用,屬于中檔題.21、(1),,,中位數(shù);(2)①三層中抽取的人數(shù)分別為2,5,13;②【解析】
(1)根據(jù)頻率分布直方表的性質(zhì),即可求得,得到,,再結(jié)合中位數(shù)的計(jì)算方法,即可求解.(2)①由題意知用分層抽樣的方法從樣本中抽取20人,根據(jù)抽樣比,求得在三層中抽取的人數(shù);②由①知,設(shè)內(nèi)被抽取的學(xué)生分別為,內(nèi)被抽取的學(xué)生分別為,利用列舉法得到基本事件的總數(shù),利用古典概型的概率計(jì)算公式,即可求解.【詳解】(1)由題意,可得,所以,.設(shè)一周課外讀書(shū)時(shí)間的中位數(shù)為小時(shí),則,解得,即一周課外讀書(shū)時(shí)間的中位數(shù)約為小時(shí).(2)①由題意知用分層抽樣的方法從樣本中抽取20人,抽樣比為,又因?yàn)?,,的頻數(shù)分別為20,50
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