河北省保定市六校聯(lián)盟2025-2026學(xué)年高二上學(xué)期期中聯(lián)考試題 數(shù)學(xué)含解析_第1頁
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文檔簡介

河北省保定市六校聯(lián)盟2025-2026學(xué)年高二上學(xué)期11月期中聯(lián)考

數(shù)學(xué)試題

一、單選題

1.直線3x2y10的一個(gè)方向向量是()

A.2,3B.2,3C.3,2D.3,2

y2

2.雙曲線x21(m0)的焦點(diǎn)到其一條漸近線的距離為()

m

A.mB.mC.m1D.1

3.設(shè)直線l的方程為xysin20,則直線l的傾斜角的范圍是()

πππ3ππππ3π

A.0,πB.,C.,D.,,

42444224

4.若點(diǎn)P1,2在圓x2y2x2y2k0的外部,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是()

55

A.5,B.,5C.5,D.5,

84

5.如圖,在四面體OABC中,OAa,OBb,OCc,點(diǎn)M在OA上,且OM2MA,N為BC的中點(diǎn),

則MN()

121211

A.a(chǎn)bcB.a(chǎn)bc

232322

111221

C.a(chǎn)bcD.a(chǎn)bc

222332

6.已知點(diǎn)M4,11,直線l1:xmy3m40與直線l2:mxy2m50交于點(diǎn)P,則PM的值可以為

().

A.7B.6C.8D.19

7.PA,PB,PC是從點(diǎn)P出發(fā)的三條射線,每兩條射線的夾角均為60,那么直線PC與平面PAB所成角的

余弦值是()

6321

A.B.C.D.

3322

x2y2

8.已知F1c,0,F2c,0分別為橢圓M:1ab0的左、右焦點(diǎn),從點(diǎn)A2c,0射出的一條光

a2b2

32

線經(jīng)直線yc反射后經(jīng)過點(diǎn)F2,且反射后的光線與M在第四象限交于點(diǎn)P.若PF1PF2a,則M

2

的離心率為()

3322

A.B.C.D.

2323

二、多選題

9.已知曲線C:x2my21,下列結(jié)論正確的有()

1

A.若m0,則C是橢圓B.若m,則C是焦點(diǎn)在y軸上的橢圓

2

C.若m0,則C是雙曲線D.若m0,則C是兩條平行于y軸的直線

22

10.(多選)已知圓C:x1y225,直線l:2m1xm1y7m40.則以下幾個(gè)命題正確的

有()

A.直線l恒過定點(diǎn)3,1B.圓C被y軸截得的弦長為46

C.直線l與圓C恒相交D.直線l被圓C截得最長弦長時(shí),直線l的方程為2xy50

11.已知正方體ABCDA1B1C1D1的棱長為2,P為平面ABCD內(nèi)一點(diǎn),點(diǎn)M,N,Q分別是棱C1D1,CC1,

AA1的中點(diǎn),則下列說法正確的有()

A.過M,N,Q三點(diǎn)的平面截正方體所得的截面圖形是正六邊形

B.直線PM與直線QN是異面直線

C.當(dāng)P在四邊形ABCD內(nèi)部(含邊界)時(shí),三棱錐PMNQ體積的最大值為1

D.若P到棱CD,A1D1的距離相等,則點(diǎn)P的軌跡是雙曲線

三、填空題

12.若向量a(2,3,1),b(2,0,3),c(1,2,2),則a(bc)的值為

13.如圖所示,一隧道內(nèi)設(shè)雙行線公路,其截面由一段圓弧和一個(gè)長方形構(gòu)成.已知隧道總寬度AD為63m,

行車道總寬度BC為211m,側(cè)墻EA、FD高為2m,弧頂高M(jìn)N為5m.為保證安全,要求行駛車輛頂部

(設(shè)為平頂)與隧道頂部在豎直方向上的高度之差至少要有0.5m.請(qǐng)計(jì)算車輛通過隧道的限制高度

是.

14.已知曲線C:xymm0.

(1)若m1,則由曲線C圍成的圖形的面積是.

x2

(2)曲線C與橢圓y21有四個(gè)不同的交點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是.

4

四、解答題

15.(1)求平行于直線xy20,且與它的距離為22的直線的方程;

(2)已知圓C:x2y24,直線l過點(diǎn)A(2,1),當(dāng)直線l與圓C相切時(shí),求直線l的方程.

16.如圖,在四棱錐PABCD中,底面ABCD是正方形,側(cè)棱PD底面ABCD,PDDC,E是PC的中點(diǎn),

作EFPB交PB于點(diǎn)F.

(1)求證:PB平面EFD;

(2)求平面CPB與平面PBD的夾角的大小.

17.(1)求圓心在直線3xy0上,與x軸相切,且被直線xy0截得的弦長為27的圓的方程;

(2)M是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),MA與直線yx垂直,垂足A位于第一象限,MB與直線yx垂直,垂足B位于第

四象限.若四邊形OAMB(O為坐標(biāo)原點(diǎn))的面積為3,求動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程.

18.如圖,在三棱柱ABCA1B1C1中,四邊形AA1B1B為菱形,E為棱CC1的中點(diǎn),AB1C為等邊三角形.

(1)求證:AB1B1C1;

(2)若ACBC,AC4,BC3,求平面AA1B1B和平面AB1E夾角的余弦值.

x2y2

19.已知橢圓C:1(ab0)的右焦點(diǎn)為F,C上一動(dòng)點(diǎn)D到F的距離的取值范圍為[62,62].

a2b2

(1)求C的標(biāo)準(zhǔn)方程;

(2)設(shè)斜率為k(k0)的直線l過F點(diǎn),交C于A,B兩點(diǎn).記線段AB的中點(diǎn)為N,直線ON交直線x3于點(diǎn)M,

直線MF交C于P,Q兩點(diǎn).

求MFA的大??;

①求四邊形APBQ面積的最小值.

1.A

33

【詳解】因?yàn)橹本€3x2y10的斜率為,所以直線的一個(gè)方向向量為1,,

22

3

又因?yàn)?,3與1,共線,所以3x2y10的一個(gè)方向向量可以是2,3,

2

故選:A.

2.B

求出焦點(diǎn)坐標(biāo)及漸近線的方程,由點(diǎn)到直線的距離公式求出距離.

y2

【詳解】解:由x21(m0),得cm1,漸近線方程為ymx,

m

由雙曲線的對(duì)稱性,不妨取雙曲線的右焦點(diǎn)m1,0,一條漸近線方程為mxy0,

則焦點(diǎn)m1,0到漸近線mxy0的距離為

mm1

dm.

m1

故選:B.

3.C

直接利用直線方程的應(yīng)用求出直線的斜率,進(jìn)一步求出傾斜角的范圍;

【詳解】直線l的方程為xysin20,設(shè)直線的傾斜角為,

π

當(dāng)sin0時(shí),,

2

1

②當(dāng)sin0時(shí),直線的斜率ktan,

sin

由于1sin0或0sin1,

所以tan(,1][1,),

πππ3π

所以[,)(,],

4224

π3π

綜上所述:[,];

44

故選:C.

4.C

根據(jù)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系以及二元二次方程表示圓的條件可得不等式,解不等式即可.

【詳解】由已知圓x2y2x2y2k0,則148k0,

又點(diǎn)P1,2在圓x2y2x2y2k0的外部,

則14142k0,

58k05

即,解得5k,

102k08

故選:C.

5.B

根據(jù)幾何關(guān)系,結(jié)合向量的線性運(yùn)算,即可求解.

12

【詳解】MNONOMOBOCOA

23

211

abc.

322

故選:B

6.C

由題意確定直線l1與l2互相垂直,得到點(diǎn)P軌跡,即可求解.

【詳解】由題意可知,當(dāng)m0時(shí),直線l1與l2互相垂直,

1

當(dāng)m0時(shí),m1,直線l與l互相垂直,

m12

且l1直線經(jīng)過定點(diǎn)A4,3,直線l2經(jīng)過定點(diǎn)B2,5,所以PAPB0.

22

設(shè)Px,y,則4x2x3y5y0,即x1y125,

則點(diǎn)P在以點(diǎn)1,1為圓心,5為半徑的圓(除去A4,3與B2,5、2,3)上,

22

所以PM的最大值為41111513518,

22

最小值為4111151358.

故PM的取值范圍是8,18.

故選:C

7.B

作圖,找到直線PC在平面PAB上的投影在構(gòu)建多個(gè)直角三角形,找出邊與角之間的關(guān)系,繼而得到線面角;

也可將PA,PB,PC三條射線截取出來放在正方體中進(jìn)行分析.

【詳解】解法一:

如圖,設(shè)直線PC在平面PAB的射影為PD,

作CGPD于點(diǎn)G,CHPA于點(diǎn)H,連接HG,

易得CGPA,又CHCGC,CH,CG平面CHG,則PA平面CHG,又HG平面CHG,則PAHG,

PH

cosCPA

PC

PGPHPH

cosCPDcosAPD

PCPGPC

故cosCPAcosCPDcosAPD.

已知APC60,APD30,

cosCPAcos603

故cosCPD為所求.

cosAPDcos303

解法二:

如圖所示,把PA,PB,PC放在正方體中,PA,PB,PC的夾角均為60.

建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,設(shè)正方體棱長為1,

則P(1,0,0),C(0,0,1),A(1,1,1),B(0,1,0),

所以PC(1,0,1),PA(0,1,1),PB(1,1,0),

nPAyz0

設(shè)平面PAB的法向量n(x,y,z),則

nPBxy0

令x1,則y=1,z=-1,所以n(1,1,1),

PCn26

所以cosPC,n.

|PC||n|233

6

設(shè)直線PC與平面PAB所成角為,所以sin|cosPC,n|,

3

3

所以cos1sin2.

3

故選B.

8.B

首先求出反射點(diǎn)的坐標(biāo),再求反射光線的斜率,根據(jù)幾何關(guān)系,結(jié)合余弦定理,構(gòu)造關(guān)于a,c的齊次方程,

即可求解離心率.

32

【詳解】設(shè)從點(diǎn)A2c,0射出的一條光線射到直線yc的點(diǎn)為Q,反射后經(jīng)過點(diǎn)F2c,0,

2

c32

所以點(diǎn),所以直線的斜率為,

Q,cQF22

22

3

所以cosFFP

123

PF1PF22a3a

由,得PF1a,PF2,

PF1PF2a22

9a2a3

中,根據(jù)余弦定理可知22,整理為22,

F1F2Pa4c22c6c3ac3a0

4423

即6e23e30,2e33e30,

3

解得:e

3

3

所以橢圓M的離心率為.

3

故選:B

9.BCD

1

對(duì)于A,舉例判斷,對(duì)于B,將m代入結(jié)合橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程判斷,對(duì)于C,由雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程分析判

2

斷,對(duì)于D,將m0代入化簡變形判斷.

【詳解】對(duì)于A,若m1,則曲線C表示圓,故A錯(cuò)誤;

1y2

對(duì)于B,若m,則x2my21可化為x21,此時(shí)曲線C表示焦點(diǎn)在y軸上的橢圓,故B正確;

22

對(duì)于C,若m0,則曲線C表示雙曲線,故C正確;

對(duì)于D,若m0,則x2my21可化為x21,此時(shí)曲線C表示兩條平行于y軸的直線,故D正確.

故選:BCD

10.ABC

【解析】求出直線所過定點(diǎn)坐標(biāo),再根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系判斷.

2xy70x3

【詳解】直線l方程整理得m(2xy7)xy40,由,解得,∴直線l過定點(diǎn)P(3,1),

xy40y1

A正確;

在圓方程中令x0,得1(y2)225,y226,∴y軸上的弦長為46,B正確;

(31)2(12)2525,∴P(3,1)在圓內(nèi),直線與圓一定相交,C正確;

1

直線l被圓C截得弦最長時(shí),直線過圓心(1,2),則(2m1)2(m1)7m40,m,直線方程為

3

125

xy0,即x2y50.D錯(cuò).

333

故選:ABC.

11.ACD

【詳解】如圖所示,作出各棱中點(diǎn),在正方體中,根據(jù)三角形中位線的關(guān)系,可知QT//MN,SQ//NR,

SM//TR,且截面各邊長都是相等的,是正六邊形,所以A正確;

當(dāng)點(diǎn)P在AB中點(diǎn)T處,由選項(xiàng)A可知,此時(shí)PM與直線QN為相交直線,所以B錯(cuò)誤;

正方體棱長為2,則線段MN2,則正六邊形邊長均為2,

則QM(2)2(2)2222cos1206,QN2SM22,

1

所以QN2QM2MN2,所以QMN為直角三角形,可得S623,

QMN2

建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,

設(shè)P(m,n,0),0m2,0n2,

則T(2,1,0),R(1,2,0),N(0,2,1),TR(1,1,0),TN(2,1,1),

設(shè)平面TRNMSQ的法向量為n(x,y,z),

TNn2xyz0,

則取x1,則n(1,1,1),

TRnxy0,

|PTn||3(mn)|

又PT(2m,1n,0),則點(diǎn)P到平面TRNMSQ的距離d,

|n|3

3

故當(dāng)mn0時(shí),即P與點(diǎn)D重合時(shí),距離最大為3,

3

1

故體積的最大值為331,所以C正確;

3

如圖所示,過P作PGCD于G,過P作PEAD于E,作EFA1D1于F,連接PF,

以D為坐標(biāo)原點(diǎn),以DC,AD為x軸,y軸,建立平面直角坐標(biāo)系,

由于PEAD,AD//A1D1,PEA1D1,

又EFA1D1,PEEFE,PE,PF平面PEF,故A1D1平面PEF,

又PF平面PEF,故A1D1PF,

設(shè)P(x,y),則PFPE2EF2x24,PG|y|,

22

2yx

當(dāng)P到棱CD,A1D1距離相等時(shí),即PGPF,x4|y|,化簡得1,即點(diǎn)P的軌跡是雙曲線,

44

所以D正確.

故選:ACD.

12.5

根據(jù)空間向量線性運(yùn)算的坐標(biāo)表示,以及空間向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,求出結(jié)果.

【詳解】因?yàn)閎(2,0,3),c(1,2,2),所以bc(3,2,5),

因?yàn)閍(2,3,1),所以a(bc)23(3)2155.

故答案為:5.

7

13.3.5m/m

2

通過已知數(shù)據(jù)求出圓弧的半徑,再通過由半徑算弦心距的方法求出最大高度,最后減去安全高度差即可.

【詳解】如下圖,圓弧的圓心O在直線MN上,過B作BGAD,交圓弧于點(diǎn)G,作GHMN于點(diǎn)H,

連接OE、OG.

11

由題可知,MP523m,EPAD33m,GHBC11m

22

設(shè)OEOMr,則OPr3

在OEP中,有OE2OP2EP2

即r2(r3)2(33)2,解得r6

2

OHOG2GH262115m

MHOMOH651m

BGNHMNMH514m

故車輛通過隧道的限制高度是40.53.5m.

故答案為:3.5m

14.21m2或m5

(1)若m1,曲線C:xy1,表示對(duì)角線長為2的正方形,可得曲線C圍成的圖形的面積是2;

x2

(2)橢圓的長半軸長為2,短半軸長為1,1m2時(shí),曲線C與橢圓y21有四個(gè)不同的交點(diǎn);再考

4

慮相切時(shí)的情形,即可得出結(jié)論.

【詳解】(1)若m1,曲線C:xy1,易知曲線C關(guān)于x軸,y軸對(duì)稱,

作出當(dāng)x0,y0時(shí)xy10的圖象,根據(jù)對(duì)稱性得到曲線C的圖象如下圖:

曲線C表示對(duì)角線長為2的正方形,

故曲線C圍成的圖形的面積是2;

(2)由(1)可知,曲線C:xymm0表示對(duì)角線長為2m的正方形,

因?yàn)闄E圓的長半軸長為2,短半軸長為1,

x2

所以當(dāng)1m2時(shí),曲線C與橢圓y21有四個(gè)不同的交點(diǎn);

4

xym0

當(dāng),時(shí),聯(lián)立2,

x0y0x2

y1

4

可得5x28mx4m240,

2

22x

當(dāng)Δ64m454m40時(shí),直線xym0與橢圓y21相切,

4

此時(shí)m5,m0,m5,

x2

根據(jù)曲線C的對(duì)稱性知,此時(shí)曲線C與橢圓y21有四個(gè)不同的交點(diǎn),

4

所以1m2或m5.

故答案為:2;1m2或m5.

15.(1)xy20,xy60;(2)x2或3x4y100.

(1)根據(jù)直線平行設(shè)該直線為xyc0,根據(jù)平行線間的距離公式可得c的值,從而得直線方程;

(2)討論直線斜率不存在時(shí)、斜率存在時(shí),利用圓心到直線的距離為半徑即可得直線方程.

【詳解】(1)因?yàn)樗笾本€平行于直線xy20,所以可設(shè)該直線為xyc0c2,

|c2|

又因?yàn)樗笾本€與直線xy20的距離為22,所以22,

1212

可得|c2|4,解得c2,c6,

所以平行于直線xy20,且與它的距離為22的直線的方程為:xy20,xy60.

(2)已知圓C的圓心是C(0,0),半徑是2,

當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x2,符合題意;

當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y1k(x2),即kxy2k10,

|2k1|3

則圓心C到直線l的距離為2,解得k,

k214

故直線l的方程為3x4y100.

綜上,直線l的方程為x2或3x4y100.

16.(1)證明見解析

(2)60

(1)由向量數(shù)量積坐標(biāo)運(yùn)算證明PBDE,結(jié)合已知EFPB線面垂直可證;

(2)利用垂直關(guān)系找到二面角的平面角,轉(zhuǎn)化為兩向量FE與FD的夾角運(yùn)算求解可得.

【詳解】(1)以D為原點(diǎn),DA,DC,DP所在直線分別為x軸?y軸?z軸,

建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系Dxyz,設(shè)DC1.

11

依題意得A1,0,0,P0,0,1,E0,,.B1,1,0,

22

11

故PB1,1,1.DE0,,,

22

11

故PBDE00,所以PBDE.

22

由已知EFPB,且EFDEE,EF平面EFD,DE平面EFD,

所以PB平面EFD.

(2)已知PBEF,由(1)PB平面EFD,又DF平面EFD,

所以PBDF,且EFD為銳角,故EFD是平面CPB與平面PBD的夾角.

設(shè)點(diǎn)F的坐標(biāo)為x,y,z,則PFx,y,z1,

由題意F在線段PB上,所以PFkPB,k0,1,

所以x,y,z1k1,1,1k,k,k,

即xk,yk,z1k.

設(shè)PBDF0,則1,1,1k,k,1kkk1k3k10,

111211

所以k,點(diǎn)F的坐標(biāo)為,,,又點(diǎn)E的坐標(biāo)為0,,,

333322

111112

所以FE,,,F(xiàn)D,,.

366333

1111121

,,,,

FEFD36633361

所以cosEFD,

66662

FEFD

6363

所以EFD60,即平面CPB與平面PBD的夾角大小為60.

17.(1)(x1)2(y3)29或(x1)2(y3)29;(2)x2y26(x0).

(1)方法一:根據(jù)圓心位置設(shè)圓的方程為(xa)2(y3a)29a2,利用弦長公式列方程求解a的值,即可

得圓的方程;方法二:設(shè)所求的圓的方程是x2y2DxEyF0,確定圓心與半徑,利用弦長公式列方

程求解D,E,F的值,即可得圓的方程;

(2)設(shè)M(x,y),根據(jù)題意可知點(diǎn)M在yx和yx相交的右側(cè)區(qū)域,結(jié)合距離公式與面積公式列方程即

可得軌跡方程.

【詳解】(1)方法一:因?yàn)閳A心在3xy0上,與x軸相切,

故設(shè)所求圓的方程為(xa)2(y3a)29a2,

|a3a|

圓心到直線xy0的距離d2|a|,

2

則2|a|9a2(7)2,解得a1,或a1,

所以所求圓的方程為(x1)2(y3)29或(x1)2(y3)29.

DE122

方法二:設(shè)所求的圓的方程是x2y2DxEyF0,則圓心為,,半徑為DE4F,

222

令y0,得x2DxF0,

由圓與x軸相切,得0,即D24F,①

DE

DE

又圓心,到直線xy0的距離為22,

22d

2

2

DE

2222222

由已知,得(7)r,即(DE)562(DE4F),②

2

DE

又圓心,在直線3xy0上,則3DE0,③

22

聯(lián)立①②③,解得D2,E6,F(xiàn)1或D2,E6,F(xiàn)1,

故所求圓的方程是x2y22x6y10或x2y22x6y10.

(2)設(shè)M(x,y),根據(jù)題意可知點(diǎn)M在yx和yx相交的右側(cè)區(qū)域,

|xy|xy

所以點(diǎn)M到直線yx的距離d1,

22

|xy|xy

到直線yx的距離d2,

22

x2y2

Sdd3,即x2y26(x0),

OAMB122

所以動(dòng)點(diǎn)M的軌跡方程為x2y26(x0).

18.(1)證明見解析

1

(2)

7

(1)根據(jù)題意,先證AB1平面A1BC,再由線面垂直的性質(zhì)定理即可證明;

(2)根據(jù)題意,設(shè)AC,AB的中點(diǎn)分別為O,G,連接B1O,OG,以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OG,OC,OB1的方向分

別為x軸y軸z軸的正方向,建立空間直角坐標(biāo)系,結(jié)合空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算,即可得到結(jié)果.

【詳解】(1)

如圖,連接A1B,與AB1相交于點(diǎn)F,連接CF,A1C.

因?yàn)樗倪呅蜛A1B1B為菱形,所以F為AB1的中點(diǎn),且BFAB1.

因?yàn)锳B1C為等邊三角形,所以CFAB1,

因?yàn)锽FCFF,BF、CF在面A1BC內(nèi),所以AB1平面A1BC.

因?yàn)锽C平面A1BC,所以AB1BC.

因?yàn)锽1C1∥BC,所以AB1B1C1.

(2)設(shè)AC,AB的中點(diǎn)分別為O,G,連接B1O,OG.

由(1)可知AB1BC,又ACBC,AB1ACA,AB1、AC在面AB1C內(nèi),

所以BC平面AB1C,OB1、OC在面AB1C內(nèi),則OB1、OC與BC垂直,

因?yàn)镺G∥BC,所以O(shè)G平面AB1C,

因?yàn)锳B1C為等邊三角形,所以B1OAC.

以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OG,OC,OB1的方向分別為x軸y軸z軸的正方向,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)

系,

則A(0,2,0),C(0,2,0),B(3,2,0),B1(0,0,23),

所以AB(3,4,0),BC(3,0,0),

3

由ABAB,BCBC,得A1(3,4,23),C1(3,0,23),E,1,3,

11112

3

所以AE,3,3,AB1(0,2,23),AA1(3,2,23).

2

設(shè)平面AA1B1B的法向量為nx1,y1,z1,

nAB3x4y0,

則11令,得.

y13n(4,3,3)

nAA13x12y123z10,

設(shè)平面AB1E的法向量為mx2,y2,z2,

3

mAEx23y23z20,

則2令z23,得m(4,3,3).

mAB12y223z20,

設(shè)平面AA1B1B與平面AB1E的夾角為,

nm16931

所以coscosn,m,

nm169316937

1

即平面AABB與平面ABE夾角的余弦值為.

1117

x2y2

19.(1)1;

62

π

(2);3.

2

(1①)設(shè)出②橢圓半焦距,結(jié)合橢圓的定義求出|DF|的取值范圍,進(jìn)而求出a,b,c即可.

(2)①設(shè)出直線l的方程并與橢圓方程聯(lián)立,借助韋達(dá)定理求出N,M坐標(biāo),利用斜率關(guān)系求出MFA;②

利用弦長公式求出|AB|,|PQ|,再表示出四邊形面積,借助基本不等式求出最小值.

x2y2

【詳解】(1)設(shè)橢圓C:1的半焦距為c,則ac|DF|ac,

a2b2

而點(diǎn)D到F的距離的取值范圍為[62,62],

ac62a6

因此,解得

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