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文檔簡(jiǎn)介

2025北京高一(上)期末數(shù)學(xué)匯編

平面向量及其應(yīng)用章節(jié)綜合

一、單選題

1.(2025北京人大附中高一上期末)已知圓。的半徑為13,尸。和跖V是圓。的兩條動(dòng)弦,若|尸。|=10,

|MN|=24,則iPM+QNl的最大值是()

A.17B.20C.34D.48

2.(2025北京人大附中高一上期末)古代中國(guó)的太極八卦圖是在一個(gè)圓中,以圓心為界,畫出的兩個(gè)全等

的陰陽魚.陽魚的頭部有陰眼,陰魚的頭部有陽眼,表示萬物之間互相轉(zhuǎn)化,互相滲透,陰中有陽,陽中

有陰,陰陽相合,相生相克,蘊(yùn)含著現(xiàn)代哲學(xué)中的“矛盾對(duì)立統(tǒng)一”的辯證法.圖2(正八邊形

ABCDEFGH)是從圖1(八卦模型圖)抽象出來,并以正八邊形ABCAFFG”的中心。為旋轉(zhuǎn)中心順時(shí)

針旋轉(zhuǎn)22.5°而得到,點(diǎn)尸在正八邊形的邊上運(yùn)動(dòng),若OP=mOH+nOFeR),則m+〃的最大值為

3.(2025北京西城高一上期末)已知VA3C中,2E分別為邊AC,8C的中點(diǎn),且|C4-2C2|=2,則

\ED+EC|=()

A.2B.-C.1D.g

22

4.(2025北京房山高一上期末)4知向量茄=(a,2),7=(8,a),則“a=-4”是"加//'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.既不充分也不必要條件

5.(2025北京房山高一上期末)如圖,在平行四邊形ABC。中,M是A3的中點(diǎn),DM與AC交于點(diǎn)、N,

設(shè)AB=a,AD=b,則BN=()

一0

AMB

A.二Jc217

B.—a——b

3333

12-c12]

C.——a+—bD.—a——b

3333

6.(2025北京四中高一上期末)如圖,在VABC中,點(diǎn)滿足BC=23£),CA=3CE.若

DE=xAB+yAC(x,eR),貝==()

/Ax

BDC

A.—B.—C-D-

3232

7.(2025北京人大附中高一上期末)已知點(diǎn)A(3,-2),且=則點(diǎn)尸的坐標(biāo)為()

A.(t-3B-(-8,1)

C.D.(8,-1)

8.(2025北京人大附中高一上期末)如圖,:在二ABC中,M是邊5c的中點(diǎn),尸是AM上一點(diǎn),且

2

BP=-BA+mBC,則機(jī)=()

A

M

A-1B-1

C.yD.-

25

9.(2025北京人大附中高一上期末)已知x,y為非零實(shí)數(shù),向量0,b為非零向量,則“卜+8=同+6”

是“存在非零實(shí)數(shù)無,》使得如+地=0”的()

A.充分不必要條件B.必要不充分條件

C.充要條件D.既不充分也不必要條件

10.(2025北京首師大附中高一上期末)如圖,正方形ABC。中,M.N分別是BC、CD的中點(diǎn),若

AC=AAM+/JBN,貝!M+〃=()

11.(2025北京清華附中高一上期末)如圖,為半圓的直徑,點(diǎn)C為的中點(diǎn),點(diǎn)M為線段A8上的

一點(diǎn)(含端點(diǎn)A,B),若鉆=2,則,。+其目的取值范圍是()

A.[1,3]B.[72,3]

C.[3,9]D.[V2,Vio]

二、填空題

12.(2025北京人大附中高一上期末)設(shè)正整數(shù)九22,集合4={。|。=(%,尤2,-,%),4eR,%=l,2,..,〃},對(duì)

于集合A中的任意元素百,,?,%)和。,及實(shí)數(shù)彳,

定乂:當(dāng)且僅當(dāng)%=%(i=12,")時(shí)°=6;

a+b=(xl+y1,x2+y2,.>r?+y?);

Aa=%,AX2,,Axn).

對(duì)于集合8={?!,%,/},其中qeA(i=1,2,3),定義:

當(dāng)且僅當(dāng)4=4=4=。時(shí),+%%+4%=(0,0,0)成立,則稱3為A的線性無關(guān)子集;

若存在4,為,4eR,且不+用+在wo,使得4q+4a2+4/=(0,0。)成立,稱B為A的線性相關(guān)子

集.給出以下四個(gè)結(jié)論:

①〃=3時(shí),片={(1,2,3),(2,3,4),(4,5,6))是A的線性相關(guān)子集;

②當(dāng)月=3時(shí),已知集合8={(2〃引〃,小一1),(根,2〃7,加一1),(〃7,相一12叫.不存在/"€氏使得B是A的線性相

關(guān)子集;

③當(dāng)〃=2時(shí),若d,b,c是同一平面內(nèi)的三個(gè)向量,且。和。不共線,則集合B={a力,c}為集合A的線

性相關(guān)子集;

④已知集合B={q,%}=A,其中生=(%,-,%“)?=1,2,3),若2,|>昆|+曷|+曷|對(duì)任意,=1,2,3都

成立,則B是A的線性無關(guān)子集.

所有正確結(jié)論的序號(hào)是.

13.(2025北京人大附中高一上期末)在直角梯形ABC。中,ABLAD,AD//BC,AB=BC=2AD=4,

及尸分別為8C,8的中點(diǎn),以A為圓心、為半徑的圓交于G,點(diǎn)P在劣弧DG上,且

ZPAG=6Q.若AP=/LAE+〃成(X,〃eR),則24-〃=.

14.(2025北京人大附中高一上期末)在平行四邊形Q4CB中,已知4(2,26),8(6,1),0為坐標(biāo)原點(diǎn),

則頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為,平行四邊形Q4CB的面積是.

7T

15.(2025北京清華附中高一上期末)已知單位向量夾角為g,c=(l-4)a+2b,若d-c=O,則實(shí)數(shù)

4=.

16.(2025北京人大附中高一上期末)我國(guó)古代數(shù)學(xué)家趙爽大約在公元222年為《周髀算經(jīng)》一書作序

時(shí),介紹了“勾股圓方圖”,亦稱“趙爽弦圖”(如圖1).類比“趙爽弦圖”,可構(gòu)造圖2所示的圖形,它是由

3個(gè)全等的三角形和中間的小等邊三角形拼成的一個(gè)較大的等邊三角形.已知b=3AF,若

AD=2AB+//AC(A,Ji/eR),則幾+〃的值為.

17.(2025北京人大附中高一上期末)已知向量。=。,1),b=(x,tx+2),若存在xeR,使得。與。的方向

相反,則實(shí)數(shù)r的取值范圍是

18.(2025北京延慶高一上期末)已知在平行四邊形A8C。中,E是8。邊上中點(diǎn),AB=a,AD=b,用

a,b分別表示向量BD=,AE=■

19.(2025北京延慶高一上期末)已知口=2,慟=4,則卜+0的最大值為,最小值為.

20.(2025北京房山高一上期末)向量。也c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示.若工〃+/(Z〃eR),則

A

21.(2025北京西城高一上期末)已知正方形ABC。的邊長(zhǎng)為2,點(diǎn)尸滿足AP=:A8+AC,貝ij

\AP\=——?

22.(2025北京首師大附中高一上期末)已知向量a=(x,x-2),4=(3,4),若aUb,則向量。的模

為.

三、解答題

23.(2025北京西城高一上期末)如圖,在平行四邊形0AD3中,對(duì)角線8,創(chuàng)相交于點(diǎn)C,設(shè)

BM=;BC,CN=;CD.

⑴以{。4,。8}為基底表示BC和MN;

(2)將平行四邊形Q4D3放到平面直角坐標(biāo)系中,若點(diǎn)0(0,0)1(1,2),£>(3,2),尸(5,㈤,且即>與。方共線,求

實(shí)數(shù)加的值.

24.(2025北京房山高一上期末)已知向量。=(-1,2),"=

⑴求|。+4。|;

⑵若向量c滿足2a-3c=8b,求向量2;

(3)在(2)的條件下,若a-mc=2"b,求實(shí)數(shù)相,〃的值.

參考答案

1.C

【分析】利用向量的線性運(yùn)算、絕對(duì)值三角不等式、垂徑定理等知識(shí)進(jìn)行分析,從而確定正確答案.

【詳解】設(shè)。是圓的圓心,連接MQORON,作尸垂足分別為瓦£),

則E,D分別是QP,MN的中點(diǎn),由勾股定理得0E=而寸=12,

(9£)=7132-122=5>

PM+QN=OM-OP+ON-OQ

=(OM+ON^-(OP+OQ)=2(OD-OE^,

故pM+QN\=?\pD-C>E|<2(幽+煙)=34,

當(dāng)。及。。反向時(shí)等號(hào)成立,

所以爐M+QM的最大值是34.

故選:C

M

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:

解決圓中向量問題,垂徑定理是一個(gè)重要的工具,通過垂徑定理找到弦的中點(diǎn),將向量與圓心和中點(diǎn)聯(lián)系

起來,便于進(jìn)行向量的運(yùn)算和轉(zhuǎn)化.

對(duì)于求向量和的模的最值問題,利用向量的線性運(yùn)算將其轉(zhuǎn)化為已知向量的運(yùn)算形式,再結(jié)合絕對(duì)值三角

不等式(當(dāng)且僅當(dāng)與同向或反向時(shí)取等號(hào))來求解,是一種常用的方法.

2.D

【分析】建立平面直角坐標(biāo)系,表示出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo),確定當(dāng)尸點(diǎn)位于線段HG,歹G上時(shí),m+〃才會(huì)取到

最大值;設(shè)尸點(diǎn)在線段加上,設(shè)HP=X"G"e[O,l],結(jié)合平面向量基本定理以及向量的坐標(biāo)運(yùn)算,求出

〃表達(dá)式,即可求得答案.

【詳解】以。為坐標(biāo)原點(diǎn),以O(shè)E,OG所在直線為羽丁軸,建立平面直角坐標(biāo)系,

設(shè)OE=OG=2,則/"03=//06=|=:,,歹(虛,后),“卜0,&),

G(0,2),

由于OP=mOH+nOF(m,neR),結(jié)合正八邊形的對(duì)稱性。

可知當(dāng)尸點(diǎn)位于線段HG,所上時(shí),才會(huì)取到最大值;

不妨設(shè)P點(diǎn)在線段形上,設(shè)HP=4"G,4e[0,l],即小^幾/^二川虛乂一虎卜

貝何=0"+02=10,&)+/1(也,2-a),

則mOH+nOF=m(-厄近卜《血,吟=(-逝,塔+入-吟,

—y/2m+A/2/7=—y/2+y[2A.,c

即〈lr~r~(f~\,貝I根+J2〃=—J2+(2—J2)/1,

V2m+V2n=-V2+(2-A/2)2\)

即加+〃=—1+,當(dāng)4=1時(shí),相+〃=—1+(J5—1)X取到最大值也,

故選:D.

3.C

【分析】根據(jù)給定條件,利用向量的線性運(yùn)算求解即得.

【詳解】在VABC中,分別為邊AC5C的中點(diǎn),

由|CA—2。5|=2,得|2CD—2。1|=2,即|。。一。月|=1,貝小5。|=1,

而BD=BE+ED=EC+ED,所以|ED+石。1=1.

故選:C

4.A

【分析】根據(jù)向量平行的坐標(biāo)公式,利用充分條件和必要條件的定義進(jìn)行判斷.

【詳解】因?yàn)橄蛄縨=(。⑵,n=(8,a),mlIn,

所以/=2x8,即a=±4,

故“〃=Y”是“機(jī)/用”的充分而不必要條件.

故選:A.

5.A

【分析】題意可得jAWCND,即可得到AN=gAC,再根據(jù)平面向量線性運(yùn)算計(jì)算即可.

【詳解】依題意在平行四邊形ABCD中,AM//CD,

又“是AB的中點(diǎn),則AM==AB=1a>,

又DM與AC交于點(diǎn)、N,

所以ANMCND,則黨=霽=:,

所以AN=;AC,

又AB=a,AD=b,

所以BN=A7V_AB=3AC_AB=3(AB+AD)_AB=_]AB+3AD=_Y+§6

故選:A.

6.A

【分析】根據(jù)向量加減法的幾何表示和平面向量的基本定理可得.

【詳解】DE=DC+CE=-BC+-CA=-(-AB+Ac]--AC=--AB+-AC,

232、,326

,,11111

故.一天%+產(chǎn)一5+%二一1

故選:A

7.A

【分析】設(shè)點(diǎn)尸的坐標(biāo)為(無,y),根據(jù)平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算可得出關(guān)于x、y的方程組,解出這兩個(gè)未知數(shù)

的值,即可得出點(diǎn)P的坐標(biāo).

【詳解】點(diǎn)4(3,-2)、且=

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),則(x-3,y+2)=g(-8,1)=[-4,£|,

所以,%-3=-4,丁+2=;,求得x=~L,>=-|,故點(diǎn)P的坐標(biāo)為

故選:A.

8.A

【分析】設(shè)AP=XAM,根據(jù)圖形由向量的加法法則運(yùn)算即可.

【詳解】設(shè)AP=/IAM,因?yàn)镸是邊的中點(diǎn),所以3M==3C,

2

所以=5A」3C-5A,

2

BP=BA+AP=BA+AAM=BA+-ABC-2BA=(1-A)BA+-ABC,

22

231

5LBP=-BA+mBC,所以<,解得m二二.

316

—z0=m

12

故選:A.

9.A

【分析】化簡(jiǎn)得到cos,,?=1得到°,B共線且方向相同,存在非零實(shí)數(shù)X,y,使得陽+淡=。得到4,

b共線,得到答案.

【詳解】卜+0=忖+忖,故(4+“=刎+|町,整理得到。力=。-6,即cos(a,"=l,

故.,》共線且方向相同,

存在非零實(shí)數(shù)x,?使得xa+yb=0,故0,6共線,

即“|a+4=W+W”是“存在非零實(shí)數(shù)無,》使得xa+乃=0”的充分不必要條件.

故選:A.

10.D

【分析】利用平面向量基本定理選擇例和4)作為一組基底,表示出AC,根據(jù)AC=AD+AB列出方程組

即可求解.

【詳解】由已知可得

AC=XAM+=彳(AB+)+〃(BC+CN)=2(AB+gA£>]+〃[AO-JA8j

=("£|荏+怎+〃)碼

b〃1[2

Z----=1〃=一

75

由圖可知AC=AD+A瓦所以],解得)

Zcb

—u=\A=—

[2[5

Q

所以2+〃=y,

故選:D.

11.D

【分析】根據(jù)題意可得出OV|MQ<2,然后根據(jù)向量的運(yùn)算得出|AC+MB『=(AC+MB『=

(|MB|+I)2+I,從而可求出答案.

【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)C為A8的中點(diǎn),AB=2,所以|AC卜友,NCA8=5,

所以國(guó)+Affi|2=(AC+Affi)2=AC2+MB2+1AC-MB

=|AC|2+|MB|2+2|AC|-|MB|COS^|=|MB|2+2阿+2=0網(wǎng)++1,

因?yàn)辄c(diǎn)M為線段AB上的一點(diǎn),所以0sM6卜2,所以2VqMfil+lj+ivio,

所以,。+其目的取值范圍是[0,何],

故選:D.

12.①③④

【分析】對(duì)于①:根據(jù)線性相關(guān)子集的定義,設(shè)44+4%+4a3=(0,0,0),列方程組求得4,&,4的值

即可判斷;對(duì)于②,由題意可得:存在(4,4,4)w(o,o,o),使得4卬+4%+44=(°,°,°),列出方程組,

解方程組求出的值即可求解;對(duì)于③,根據(jù)平面向量基本定理得存在從,4eR,使得+外6成

立,然后根據(jù)線性相關(guān)子集的定義判斷即可;對(duì)于④,假設(shè)存在不全為o的實(shí)數(shù)4,為,%滿足

44+4%+4%=(°,°,°),不妨設(shè)|4閆兒閆聞,貝科?o,由4/+4尤21+4町=0結(jié)合已知條件得出矛

盾即可求解.

4+2%+4%=0

【詳解】對(duì)于①,設(shè)4q+4%+4q=(o,o,o),可得<24+34+54=。,

34+4/^2+6%=0

解得4=2,4=-3,4=1,所以與是A的線性相關(guān)子集,正確;

對(duì)于②,因?yàn)榧?={(2〃引〃,小一1),(根,2%,加一1),(〃7,加一1,2m)}.2是人的線性相關(guān)子集,

所以存在4,A,4eR,且膘+不+在20,使得4q+4%+4/=(0,0,0)成立,

2m4++機(jī)4=0

即<m\+2機(jī)4+(機(jī)-1)4=0,

(m.1)4+(加一1)4+2m4=0

由集合的互異性可得:加且mW機(jī)一1且加一1。2加,所以相。0且加

所以24+4+4=0,可得4=一24-辦,(4,4)w(o,o),

、J根4+2根4+(加一1)(一24—4)=0J(-根+2)4+(根+1)4=0

所以「加_1)4+0—1)4+2m(-24_4)=0,即[(-3m—1)4+(-m-1)^=0"

所以(-4m+1)4=0,所以m=:或4=°,

4

24+4+4=。4=5

當(dāng)機(jī)=L時(shí),

v4+2%—34—o,解得4=-7,

4

34+3A224=04=-3

4=5

所以存在,A=-7使得+4%+4/=(0,0,0),

.4=-3

當(dāng)4=0時(shí),因?yàn)榧恿?1,所以4=0,4=。,不符合題意,所以機(jī)=",錯(cuò)誤;

對(duì)于③,當(dāng)〃=2時(shí),若a,b,c是同一平面內(nèi)的三個(gè)向量,且。和b不共線,

根據(jù)平面向量基本定理知,存在〃1,〃2?R,使得C=從0+4/?成立,

即從4+〃2匕一C=。,取4=〃1,4=42,%=—1,貝九看+為+不=〃;+〃;+lW。,

滿足線性相關(guān)子集的定義,所以集合8={a,6,。}為集合A的線性相關(guān)子集;正確;

對(duì)于④,假設(shè)存在不全為0的實(shí)數(shù)4、4、4滿足4q+4a2+々/=(0,0,0),

不妨設(shè)林閆4耳聞,貝0,否則與假設(shè)矛盾,

X

由4菁1+4工21+4%31=0,可得石1二-"V2\一"^九31,

所以相背

|+|7|*31歸|*21|+|工311與2Mli>|石1I+I孫I+I尤31?,

4

即品]>曷|+|叫矛盾,所以假設(shè)不成立,

所以4=0,所以4=4=0,所以B是A的線性無關(guān)子集,正確;

故答案為:①③④

【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:與數(shù)列的新定義有關(guān)的問題的求解策略:

①通過給出一個(gè)新的定義,或約定一種新的運(yùn)算,或給出幾個(gè)新模型來創(chuàng)設(shè)新問題的情景,要求在閱讀理

解的基礎(chǔ)上,依據(jù)題目提供的信息,聯(lián)系所學(xué)的知識(shí)和方法,實(shí)現(xiàn)信息的遷移,達(dá)到靈活解題的目的;

②遇到新定義問題,應(yīng)耐心讀題,分析新定義的特點(diǎn),弄清新定義的性質(zhì),按新定義的要求,“照章辦

事”,逐條分析,運(yùn)算,驗(yàn)證,使得問題得以解決.

13.-/0.5

2

【分析】建立直角坐標(biāo)系,貝|尸(28$6。,2$也60),根據(jù)=+求出即可得解.

【詳解】建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系:

A(0,0),D(0,2),B(4,0),C(4,4),E,廠分別為BC,CD的中點(diǎn),E(4,2),F(2,3),

以A為圓心,AQ為半徑的圓交于G,點(diǎn)P在劣弧DG上,J.ZPAG=60,

所以P(2cos60,2sin60)即P(1,A/3),

由"=九4£+〃班得(1,石)=2(4,2)+〃2,3),

3+273

2=

[44-2〃=116所以人〃=;.

所以122+3〃=有,所以,2

2A/3-1

〃=

8

故答案為:y

14.(2+指,1+2月)4

【分析】設(shè)C(x,y),由OC=OA+OB求解;先利用數(shù)量積求得COS/AO3,再由平行四邊形。1CB的面積是

S=|OA|.|OB|-sinNAOB求解.

【詳解】解:設(shè)C(x,y),

由題意得:。4=(2,2石),。2=(用,1),

所以O(shè)C=OA+O3=(2+后2』+1),

所以C(2+班,2有+1);

OAOB_2X^+2A/3X1

又cosZAOB=

|叫0目一把+(2風(fēng)小+陰2

所以sin/AOB=1,

2

所以平行四邊形OACB的面積是5=網(wǎng)?網(wǎng)應(yīng)114408=4*2*;=4.

故答案為:(2+也」+2-),4

15.2

【分析】根據(jù)數(shù)量積的運(yùn)算律計(jì)算求解.

---2--冗|

【詳解】由題意。?c=(1—4)。+Aa-b=(1—/)+/icos—=(1—/)+—/1=0,2=2,

故答案為:2.

“20

16.—

21

131

【分析】連接在△BEF中,BD=-DE,即在0=^^+^莊,在中,F(xiàn)B=AB-AF^在

AFC中,F(xiàn)E=-FC=-(AC-AF),代入上式得到—再由

44V'41616

13

AF=-AD,FD=-AD^^.

44

【詳解】如圖所示:

連接尸2,在△BEF中,BD=;DE,FD-FB=^FE-FD^,

31

所以FD二一FB+—FE,在ZkAB歹中,F(xiàn)B=AB—AF,

44

O1QQ1

所以bD=—(A5—Ab)+—莊=—A5——AF+—FE,

4、74444

一3-3/--\3-15-3

在/AFC中,F(xiàn)E=-FC=-(AC-AF)f則尸O=—AB——AF+—AC,

44、'41616

13

因?yàn)锳尸二-4),產(chǎn)。=—A。,

44

所以AD=項(xiàng)16AB+^4AC,則2=?16,〃=不4,所以九+〃=皆20,

20

故答案為:—

17.(1收)

2

【分析】由兩向量方向相反可知b=4。(丸<0),由此可構(gòu)造方程組求得了=力=;—,由4Vo可求得滿足題

1-t

意的/的范圍.

(x=22

【詳解】???々與/?方向相反,.?.匕=4。(/1<0),?,?<,,x=2=-----,

[tx+2=A1-t

2

由曰<。得f>l,?.?實(shí)數(shù)r的取值范圍是(1,+力).

故答案為:(1,+s)

18.b-a5("+0)

【分析】利用向量的線性運(yùn)算可得兩個(gè)向量的表示結(jié)果.

【詳解】

BD=AD—AB=b—a,

而E為5D的中點(diǎn),故DE=EB,AE-AD=AB-AE

所以AE=g(AB+A£>)=:(a+6),

故答案為:b-a;](。+6).

19.62

【分析】設(shè)",》的夾角為。,對(duì)卜+可平方再開方,根據(jù)??傻么鸢?

【詳解】設(shè)6的夾角為。,貝|0<,<兀,

因?yàn)橥?2,1|=4,所以卜+萬卜小卜+可=,同~+2°吆+|“

=,4+2問.網(wǎng)cos6+16=J20+16cos6,

因?yàn)?<。<兀,所以cos。e[—1,1],

所以20+16cos0e[20—16,20+16],

即24|o+/?|<6,

所以,+以的最大值為6,最小值為2.

故答案為:①6;②2.

20.4

【分析】記正方形風(fēng)格邊長(zhǎng)為1,向右的單位向量為;,向上的單位向量為人用i"表示出a,6,c,再由

向量的線性運(yùn)算求解.

【詳解】記正方形網(wǎng)格邊長(zhǎng)為1,向右的單位向量為3向上的單位向量為八

貝Ua=-i+/,c=-i-3j,b=6i+2j,

iiizf-2+6/z=-l,

由c=+得a,解得|1,

[Z+2//=—3/u=——

所以2=4,

故答案為:4.

21.歷

【分析】由題意可得NBAC=(A民AC)=45,卜4=2,卜。卜422+22=20,利用平面向量數(shù)量積的運(yùn)算

性質(zhì)可求得,耳的值.

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