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2015-2016学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科)

2023-01-20 来源:我们爱旅游


2015-2016学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理科)

一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.(5分)设集合A={﹣1,0,1},B={x|lgx≤0},则A∩B=( ) A.{﹣1,0,1}

B.{1} C.{﹣1} D.{﹣1,1}

=( )

2.(5分)设z1=1+i,复数z1,z2在复平面内的对应点关于实轴对称,则A.i

B.﹣i C.﹣1 D.1

3.(5分)设函数分不必要条件是( )

(e为自然底数),则使f(x)<1成立的一个充

A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4 4.(5分)已知向量与的夹角为A.

B.

C.2

D.4

的一条渐近线与圆x2+(y﹣2)2=2至多有一,=(2,0),||=1,则|﹣2|=( )

5.(5分)若双曲线

个交点,则双曲线离心率的取值范围是( ) A.

B.[2,+∞) C.

D.(1,2]

6.(5分)执行如图所示的程序框图,若输出的k值为8,则判断框图可填入的条件是( )

第1页(共23页)

A. B. C. D.

7.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<若其图象向右平移A.关于点(C.关于点(

)的最小正周期是π,

个单位后得到的函数为奇函数,则函数y=f(x)的图象( )

对称 对称

,0)对称 B.关于直线x=,0)对称 D.关于直线x=

8.(5分)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=( )

A.3 B.2 C.﹣2 D.﹣3

9.(5分)一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为( )

第2页(共23页)

A.9 B.15 C.18 D.21

10.(5分)如图,某地区有7条南北向街道,5条东西街道,从A点走向B点最短的走法中,必须经过C点的概率( )

A. B. C. D.

11.(5分)如图,有一直角墙角,两边的长度足够长,在P处有一棵树与两墙的距离分别是a m(0<a<12)、4m,不考虑树的粗细.现在想用16m长的篱笆,借助墙角围成一个矩形的花圃ABCD.设此矩形花圃的最大面积为S,若将这棵树围在花圃内,则函数S=f(a)(单位m2)的图象大致是( )

A. B. C. D.

12.(5分)已知函数f(x)=ex﹣x2(x<0)与g(x)=x2﹣ln(a﹣x)的图象上存在关于x轴的对称点,则a的取值范围为( ) A.(﹣∞,e) B.

二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)

13.(5分)在(1+x)5﹣(1+x)6的展开式中,含x3的项的系数是 . 14.(5分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b=7,c=5,

第3页(共23页)

C.(﹣∞,2e) D.

则△ABC的面积是 .

15.(5分)四面体ABCD的四个顶点都在球O的球面上,AB=4,BC=CD=2,∠BCD=120°,AB⊥平面BCD,则球O的表面积为 .

16.(5分)已知圆C的方程为x2+y2=4,点M(t,3),若圆C上存在两点A,B满足

三、解答题(本大题共5小题,满分60分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤)

17.(12分)已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1﹣2an(n∈N*). (1)证明:数列{an+1﹣an}是等比数列; (2)设bn=

,Tn是数列{bn}的前n项和,证明:Tn<.

,则t的取值范围是 .

18.(12分)我国是世界上严重缺水的国家之一,城市缺水问题较为突出.某市为了节约生活用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理(即确定一个居民月均用水量标准〜用水量不超过a的部分按照平价收费,超过a的部分按照议价收费).为了较为合理地确定出这个标准,通过抽样获得了 100位居民某年的月均用水量(单位:t),制作了频率分布直方图,

(Ⅰ)由于某种原因频率分布直方图部分数据丢失,请在图中将其补充完整; (Ⅱ)用样本估计总体,如果90%的居民每月的用水量不超出标准,则月均用水量的最低标准定为多少吨,并说明理由(精确到0.01);

(Ⅲ)若将频率视为概率,现从该市某大型生活社区随机调查3位居民的月均用水量(看作有放回的抽样),其中月均用水量不超过(Ⅱ)中最低标准的人数为X,求X的分布列和均值.

第4页(共23页)

19.(12分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=90°,AD⊥A1B,垂足为D.

(Ⅰ)求证:AD⊥平面A1BC; (Ⅱ)若

,AB=BC=1,P为AC的中点,求二面角P﹣A1B﹣C的余弦值.

20.(12分)已知椭圆C:(a>b>0)经过点,离心率为,

过椭圆C的右焦点F作垂直于x轴的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l:y=mx+n与椭圆C交于C,D两点,与线段AB相交于一点(与A,B不重合). (Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)当直线l与圆x2+y2=1相切时,四边形ACBD的面积是否有最大值?若有,求出最大值及对应直线l的方程,若没有,说明理由.

21.(12分)已知函数f(x)=ax2﹣lnx,g(x)=ax2+x(a∈R). (1)当a=时,求函数f(x)的单调递增区间;

(2)设F(x)=f(x)﹣g(x),若关于x的不等式F(x)≥1﹣ax恒成立,求整数a的最小值.

请考生在第22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.[选修4-1:几何证明选讲] 22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,AC,DE分别是⊙O的切线,切点分别为A,E,BC交⊙O于E. (Ⅰ)证明:D为AC的中点; (Ⅱ)若⊙O的半径为

,CE=1,求DE的长.

第5页(共23页)

[选修4-4:坐标系与参数方程]

23.已知曲线E1,E2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ•cos(θ﹣将曲线E1逆时针旋转角α,α∈(0,(1)当α=

),得到曲线E3.

)=4,绕极点

时,求曲线E3的极坐标方程;

(2)当E3与E2有且仅有一个公共点时,求α.

[选修4-5:不等式选讲] 24.设函数f(x)=|x﹣c|. (Ⅰ)求证:(Ⅱ)若c>2,不等式

的解集为{x|1≤x≤3},求c的值.

第6页(共23页)

2015-2016学年内蒙古赤峰市高三(上)期末数学试卷(理

科)

参考答案与试题解析

一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)

1.(5分)设集合A={﹣1,0,1},B={x|lgx≤0},则A∩B=( ) A.{﹣1,0,1}

B.{1} C.{﹣1} D.{﹣1,1}

【解答】解:集合A={﹣1,0,1},B={x|lgx≤0}={x|0<x≤1}, 则A∩B={1}, 故选:B.

2.(5分)设z1=1+i,复数z1,z2在复平面内的对应点关于实轴对称,则A.i

B.﹣i C.﹣1 D.1

=( )

【解答】解:∵z1=1+i,且复数z1,z2在复平面内的对应点关于实轴对称, ∴z2=1﹣i, 则

=

故选:A.

3.(5分)设函数分不必要条件是( )

A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4

【解答】解:由f(x)<1,可得x2﹣3x<0,解得0<x<3, 可得:0<x<1是使f(x)<1成立的一个充分不必要条件. 故选:A.

第7页(共23页)

(e为自然底数),则使f(x)<1成立的一个充

4.(5分)已知向量与的夹角为A.

B.

C.2

D.4

,=(2,0),||=1,则|﹣2|=( )

【解答】解:||=2,∴(

)2=

﹣4

=||||cos+4

=4.

=1,

∴|﹣2|=2. 故选C.

5.(5分)若双曲线

的一条渐近线与圆x2+(y﹣2)2=2至多有一

个交点,则双曲线离心率的取值范围是( ) A.

B.[2,+∞) C.

D.(1,2]

【解答】解:双曲线的一条渐近线设为y=,

由渐近线与圆x2+(y﹣2)2=2至多有一个交点,可得: 圆心(0,2)到渐近线的距离d≥r, 即有

解得a≥1, 则离心率e==故选:C.

6.(5分)执行如图所示的程序框图,若输出的k值为8,则判断框图可填入的条件是( )

=

∈(1,

].

第8页(共23页)

A. B. C. D.

【解答】解:模拟执行程序框图,k的值依次为0,2,4,6,8, 因此S=1+因此S=1+为8,

因此判断框图可填入的进入循环的条件是:S≤故选:C.

7.(5分)已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<若其图象向右平移A.关于点(C.关于点(

)的最小正周期是π,

=

(此时k=6), =

(此时k=8),即当S≥

时,退出循环,输出k的值

个单位后得到的函数为奇函数,则函数y=f(x)的图象( )

对称 对称

,0)对称 B.关于直线x=,0)对称 D.关于直线x=

【解答】解:由题意可得向右平移

=π,解得ω=2,故函数f(x)=sin(2x+φ),其图象

个单位后得到的图象对应的函数为

)+φ]=sin(2x﹣

+φ]是奇函数,又|φ|<

,故φ=﹣

y=sin[2(x﹣

第9页(共23页)

故函数f(x)=sin(2x﹣(x)=sin(2x﹣故选:D.

),故当x=时,函数f(x)=sin=1,故函数f

) 关于直线x=对称,

8.(5分)已知x,y满足约束条件,若z=ax+y的最大值为4,则a=( )

A.3 B.2 C.﹣2 D.﹣3

【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分). 则A(2,0),B(1,1),

若z=ax+y过A时取得最大值为4,则2a=4,解得a=2, 此时,目标函数为z=2x+y, 即y=﹣2x+z,

平移直线y=﹣2x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为4,满足条件,

若z=ax+y过B时取得最大值为4,则a+1=4,解得a=3, 此时,目标函数为z=3x+y, 即y=﹣3x+z,

平移直线y=﹣3x+z,当直线经过A(2,0)时,截距最大,此时z最大为6,不满足条件, 故a=2, 故选:B

第10页(共23页)

9.(5分)一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为( )

A.9 B.15 C.18 D.21

【解答】解:由三视图知,几何体是一个过正方体相对的两个顶点, 各截去一个全等的三棱锥剩余的几何体, 体积是用正方体的体积减去两个三棱锥的体积, 三棱锥是一个底面是腰长为3的等腰直角三角形, 三条棱两两垂直,且都等于3,

所以三棱锥的体积是××3×3×3=, ∴几何体的体积是33﹣2×=18, 故选:C.

10.(5分)如图,某地区有7条南北向街道,5条东西街道,从A点走向B点

第11页(共23页)

最短的走法中,必须经过C点的概率( )

A. B. C. D.

【解答】解:10条街道分成6段,每条南北向街道被分成4段,

从A到B最短的走法,无论怎样走,一定包括10段,其中6段方向相同,另4段方向也相同,

每条走法,即是从10段中选出6条,这6段是东西方向的(剩下4段即是走南北方向的), 共有

=

=210种,

从A点走向B点最短的走法中,必须经过C点, 先从A到C,最短走法有C

=6种,从C到B,最短走法有

=15种,

=.

∴从A点走向B点最短的走法中,必须经过C点的概率P=故选:A.

11.(5分)如图,有一直角墙角,两边的长度足够长,在P处有一棵树与两墙的距离分别是a m(0<a<12)、4m,不考虑树的粗细.现在想用16m长的篱笆,借助墙角围成一个矩形的花圃ABCD.设此矩形花圃的最大面积为S,若将这棵树围在花圃内,则函数S=f(a)(单位m2)的图象大致是( )

第12页(共23页)

A. B. C. D.

【解答】解:设AD长为x,则CD长为16﹣x 又因为要将P点围在矩形ABCD内, ∴a≤x≤12

则矩形ABCD的面积为x(16﹣x), 当0<a≤8时,当且仅当x=8时,S=64 当8<a<12时,S=a(16﹣a) S=

分段画出函数图形可得其形状与C接近 故选C.

12.(5分)已知函数f(x)=ex﹣x2(x<0)与g(x)=x2﹣ln(a﹣x)的图象上存在关于x轴的对称点,则a的取值范围为( ) A.(﹣∞,e) B.

C.(﹣∞,2e)

D.

【解答】解:由f′(x)=ex﹣2x>0,可得f(x)=ex﹣x2 在(﹣∞,0)上单调递增,

由f(0)=1,可得f(x)<1.

∵函数f(x)=ex﹣x2(x<0)与g(x)=x2﹣ln(a﹣x)的图象上存在关于x轴的对称点,

故方程ex﹣x2 =﹣[x2﹣ln(a﹣x)]存在负数解,即 ex=ln(a﹣x)<1,

∴a﹣x<e在(﹣∞,0)上能成立,即 a<e+x在(﹣∞,0)上能成立,故a<e, 故选:A.

二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)

第13页(共23页)

13.(5分)在(1+x)5﹣(1+x)6的展开式中,含x3的项的系数是 ﹣10 . 【解答】解:(1+x)5﹣的展开式的通项Tr+1=C5rxr 令r=3可得,T4=C53x3

的展开式的通项Tk+1=C6kxk,令k=3可得T4=C63x3 ∴含x3的项的系数是C53﹣C63=10﹣20=﹣10 故答案为:﹣10

14.(5分)在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b=7,c=5,则△ABC的面积是

,c=5,b=7,

=25+a2﹣10a×(﹣)

【解答】解:∵在△ABC中,

∴b2=a2+c2﹣2b•ccosB,即72=52+a2﹣2×5a×cos=25+a2+5a,

整理,得:a2+5a﹣24=0. 解得a=3(舍去负值). 则S=a•csin故答案是:

=.

5×3×

=

15.(5分)四面体ABCD的四个顶点都在球O的球面上,AB=4,BC=CD=2,∠BCD=120°,AB⊥平面BCD,则球O的表面积为 32π . 【解答】解:取CD的中点E,连结AE,BE, ∵在四面体ABCD中,AB⊥平面BCD,BC=CD,

△BCD的外心为G,作OG∥AB交AB的中垂线HO于O,O为外接球的中心, ∵BC=CD=2,∠BCD=120°, ∴BD=∴BG=×

=2

=2

∴R=

=2.

第14页(共23页)

四面体ABCD外接球的表面积为:4πR2=32π. 故答案为:32π.

16.(5分)已知圆C的方程为x2+y2=4,点M(t,3),若圆C上存在两点A,B满足

,则t的取值范围是 .

【解答】解:如图,连结OM交圆于点D. ∵

,∴A是MB的中点,

∵圆x2+y2=4的直径是4, ∴MA=AB≤4,

又∵MD≤MA,OD=2, ∴OM≤6,

即点M到原点距离小于等于6, ∴t2+9≤36, ∴﹣

≤t≤

故答案为:

三、解答题(本大题共5小题,满分60分.解答须写出文字说明、证明过程和

第15页(共23页)

演算步骤)

17.(12分)已知数列{an}满足a1=1,a2=3,an+2=3an+1﹣2an(n∈N*). (1)证明:数列{an+1﹣an}是等比数列; (2)设bn=

,Tn是数列{bn}的前n项和,证明:Tn<.

【解答】证明:(1)∵an+2=3an+1﹣2an(n∈N*), ∴an+2﹣an+1=2(an+1﹣an)(n∈N*), 又∵a2﹣a1=3﹣1=2,

∴数列{an+1﹣an}是首项、公比均为2的等比数列; (2)由(1)可知an+1﹣an=2n,显然数列{an}是递增的, ∴bn=于是Tn=(=(

=•﹣) )

+

﹣=•+…+

﹣=(

),

=(1﹣<.

18.(12分)我国是世界上严重缺水的国家之一,城市缺水问题较为突出.某市为了节约生活用水,计划在本市试行居民生活用水定额管理(即确定一个居民月均用水量标准〜用水量不超过a的部分按照平价收费,超过a的部分按照议价收费).为了较为合理地确定出这个标准,通过抽样获得了 100位居民某年的月均用水量(单位:t),制作了频率分布直方图,

(Ⅰ)由于某种原因频率分布直方图部分数据丢失,请在图中将其补充完整; (Ⅱ)用样本估计总体,如果90%的居民每月的用水量不超出标准,则月均用水量的最低标准定为多少吨,并说明理由(精确到0.01);

(Ⅲ)若将频率视为概率,现从该市某大型生活社区随机调查3位居民的月均用水量(看作有放回的抽样),其中月均用水量不超过(Ⅱ)中最低标准的人数为X,求X的分布列和均值.

第16页(共23页)

【解答】解:(Ⅰ)由已知频率分布直方图补充完整如下图:

(Ⅱ)月均用水量的最低标准应定为2.83吨.

样本中月均用水量不低于2.83吨的居民有10位,占样本总体的10%, 由样本估计总体,要保证90%的居民每月的用水量不超出标准, 月均用水量的最低标准应定为2.83吨.

(Ⅲ)依题意可知,居民月均用水量不超过(Ⅱ)中最低标准的概率是则

, ,

∴X的分布列为:

X P 0 ,

1 2 3 …(12分)

第17页(共23页)

19.(12分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=90°,AD⊥A1B,垂足为D.

(Ⅰ)求证:AD⊥平面A1BC; (Ⅱ)若

,AB=BC=1,P为AC的中点,求二面角P﹣A1B﹣C的余弦值.

【解答】(本小题满分12分)

证明:(Ⅰ)∵三棱柱ABC﹣A1B1C1为直三棱柱, ∴A1A⊥平面ABC,又BC⊂平面ABC, ∴A1A⊥BC,…(2分)

AB∩AA1=A,又AB⊥BC∴BC⊥面ABA1,…(4分) 又AD⊂面ABA1又AD⊥BC.AD⊥A1B,A1B∩BC=B, ∴AD⊥平面A1BC. …(5分)

解:(Ⅱ)由(Ⅰ)知,如图,以B为原点,y轴,z轴,

正向与向量同向建立空间直角坐标系B﹣xyz…(6分)

…(7分),

,,所在直线分别为x轴,

设平面PA1B的一个法向量则∵

,可得

…(8分) …(9分)

第18页(共23页)

在Rt△ABD中,可得所以

,则…(10分) ,…(11分)

∴平面PA1B与平面A1BC的夹角的余弦值是.…(12分)

20.(12分)已知椭圆C:

(a>b>0)经过点

,离心率为

过椭圆C的右焦点F作垂直于x轴的直线与椭圆C相交于A,B两点,直线l:y=mx+n与椭圆C交于C,D两点,与线段AB相交于一点(与A,B不重合). (Ⅰ)求椭圆C的方程;

(Ⅱ)当直线l与圆x2+y2=1相切时,四边形ACBD的面积是否有最大值?若有,求出最大值及对应直线l的方程,若没有,说明理由.

【解答】解:(Ⅰ)由题意得,

,解得a2=2,b2=1,c2=1,

∴椭圆的方程为;

(Ⅱ)设C(x1,y1),D(x2,y2), 由已知得

,当 m=0时,不符合题意;

第19页(共23页)

当m≠0时,由直线l与圆x2+y2=1相切,可得,即m2+1=n2,

联立,消去y,可得,

当且仅当时上式等号成立,此时

∴对应的直线方程为

21.(12分)已知函数f(x)=ax2﹣lnx,g(x)=ax2+x(a∈R). (1)当a=时,求函数f(x)的单调递增区间;

(2)设F(x)=f(x)﹣g(x),若关于x的不等式F(x)≥1﹣ax恒成立,求整数a的最小值.

【解答】解:(1)当a=时,f(x)=x2﹣lnx, 则函数的定义域为(0,+∞), 则f′(x)=x﹣=

由f′(x)>0得x>1,即函数f(x)的单调递增区间是(1,+∞); (2)F(x)=f(x)﹣g(x)=ax2﹣lnx﹣ax2﹣x=ax2﹣lnx﹣x, 关于x的不等式F(x)≥1﹣ax恒成立, 即ax2﹣lnx﹣x≥1﹣ax恒成立 可得lnx﹣ax2+x≤ax﹣1恒成立, 等价为a≥

在x>0恒成立.

第20页(共23页)

令g(x)=

,只需a≥g(x)max,

g′(x)=,令g′(x)=0,可得﹣x﹣lnx=0,

设h(x)=﹣x﹣lnx,h′(x)=﹣﹣<0,

h(x)在(0,+∞)递减,设h(x)=0的根为x0,当x∈(0,x0),g′(x)>0, 当x∈(x0,+∞)时,g′(x)<0,

g(x)在x∈(0,x0)递增,在x∈(x0,+∞)递减, 即有g(x)max=g(x0)=

=

=

由h()=ln2﹣>0,h(1)=﹣<0,则<x0<1, 此时1<即a≥2,

则有整数a的最小值为2.

请考生在第22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.答时用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.[选修4-1:几何证明选讲] 22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,AC,DE分别是⊙O的切线,切点分别为A,E,BC交⊙O于E. (Ⅰ)证明:D为AC的中点; (Ⅱ)若⊙O的半径为

,CE=1,求DE的长.

<2,即g(x)max∈(1,2),

【解答】(Ⅰ)证明:连结AE,由已知得,AE⊥BC,AC⊥AB,

第21页(共23页)

由DE,CA为圆O的切线,得∠DEA=∠B,∠DAE=∠B, ∴∠DEA=∠DAE,∴DE=DA

∵∠CAE+∠C=90°,∠CED+∠DEA=90°, ∴∠CDE=∠CED, ∴CD=DA,

∴D为AC的中点.…(5分)

(Ⅱ)解:在Rt三角形CAB中,由CE=1,AB=设 AE=x,则

由射影定理可得,AE2=CE•BE, ∴

,解得x=

在Rt三角形CEA中,∵CA=2,又(Ⅰ)D为AC的中点,∴DE=1 …(10分)

[选修4-4:坐标系与参数方程]

23.已知曲线E1,E2的极坐标方程分别为ρ=4cosθ,ρ•cos(θ﹣将曲线E1逆时针旋转角α,α∈(0,(1)当α=

),得到曲线E3.

)=4,绕极点

时,求曲线E3的极坐标方程;

(2)当E3与E2有且仅有一个公共点时,求α.

【解答】解:(1)∵曲线E1的极坐标方程为ρ=4cosθ,∴ρ2=4ρcosθ,即ρ2﹣4ρcosθ=0, ∴曲线E1的普通方程为x2+y2﹣4x=0.即(x﹣2)2+y2=4. 将E1绕极点逆时针

后得到E3,∴E3的圆心为(

,1),半径为2.

x﹣2y=0,

).

∴E3的普通方程为(x﹣∴E3的极坐标方程为ρ2﹣2

)2+(y﹣1)2=4.即x2+y2﹣2

ρcosθ﹣2ρsinθ=0,即ρ=4cos(θ﹣

第22页(共23页)

(2)∵E2的极坐标方程为ρ•cos(θ﹣∴E2的普通方程为

x+

)=4,即

=0.

ρcosθ+ρsinθ﹣4=0,

y﹣4=0,即x+y﹣4

E3的圆心坐标为(2cosα,2sinα),半径为2, ∴当E3与E2有且仅有一个公共点时,E2与E3相切, ∴

=2,∴sinα+cosα=

或sinα+cosα=3

(舍).

∴两边平方得sin2α=1,∵α∈(0,

[选修4-5:不等式选讲] 24.设函数f(x)=|x﹣c|. (Ⅰ)求证:(Ⅱ)若c>2,不等式

【解答】(Ⅰ)证明:

),∴α=

的解集为{x|1≤x≤3},求c的值.

(Ⅱ)解:

则,

由|g(x)|≤1时,又c>2,所以,

即,所以,

所以c=4.

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