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第一章 课后习题详解 1. 把下例二进制数转换成十进制 (1) 1100 0101 解 19721212121 0 2 6 72 11000101 ) ( +(2) 101101 解 0 2 6 7221212121 11000101 + ) ( (3)0.01101 解 4375.0212121 5 3 22 01101.0 )( +(4)1010101.0011 1875.85212121212121 4 3 0 2 4 62 0011.1010101 ) ( + (5)101001.10010 5625.412121212121 4 1 0 3 52 10010.101001 ) ( + 2.把下列十进制数转换成二进制数 (1)51 51 2 1 1 0 0 1 1 0 1 3 6 12 25 2 2 2 2 2 (2)136 4 2 2 2 2 2 68 34 176 8 136 2 0 0 0 1 0 1 2 2 2 0 0 0 1 (3)12.34 解 整数部分 (3)12 2 2 2 6 3 1 12 2 0 0 0 0 1 小数部分 0. 34 2 0. 68 0 2 1.36 1 2 0. 72 0 2 1. 44 1 ) ()( 0101.110034.12 2 10 (4)0.904 解 0.90421.808 1 0.80821.616 1 0.61621.232 1 )()( 111.0904.0 2 10 (5) 105.375 解 整数部分 3 2 2 2 2 2 52 26 13 6 105 2 1 0 0 1 0 1 2 1 1 1 小数部分 0. 375 2 0. 750 0 2 1.500 1 2 1. 000 1 ) ()( 011.1101001 375.105 2 10 3.把下列各位数转换成十进制数(小数取 3 位) 。 (1) 16 8.78 )(解 16 5.120 )( 101 0 15.120168168167 ) ( +(2) 16 FCA3 )(解 16 FCA3 )( 100 1 2 316330 161016121615163 ) ( +(3) 8 101.1)(解 8 101.1)( 100 02 2125.65818181 ) ( +(4) 8 74.32)(8 74.32)( 1021 1 1406.6082838487 ) ( + 4. 完成数制转换 (1) 82 16 (?)(?)6AB3 = )(解 8 2 16 )35266()110110 0011101010 (6AB3 = = )( (2) 82 16 (?)(?)7.432 = )( B解 8 2 16 )556.2062()10110111.10 0100001100 (7.432 = = )( B (3) 16 2 10 (?)(?)27.163 = )(解 16 2 10 )A3.4()01.10100011(27.163 = = )( (4) 82 10 (?)(?)31.754 = )(整数部分 23 2 2 2 2 2 377 188 94 47 754 2 0 1 0 0 1 5 11 2 2 1 1 2 2 1 2 1 0 0 1 8 2 10 )23.1362()010011. 1011110010 (31.754 = = )( 5. 列出下列各有权 BCD代码的码表。 (1)6421 码 (2)6311 码 (3)4321 码 (4)5421 码 (5)7421 码 (6)8424 码 解 各代码如表所示 十进制数码 6421 码 6311 码 4321 码 5421 码 7421 码 8421 码 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0000 0001 0010 0011 0100 0101 1000 1001 1010 1011 0000 0001 0011 0100 0101 0111 1000 1001 1011 1100 0000 0001 0010 0011 0101 1001 1010 1011 1101 1110 0000 0001 0010 0011 0100 1000 1001 1010 1011 1100 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 1000 1001 1010 0000 0011 0010 0101 0100 0111 0110 1001 1000 1011 6. 完成下列各数的转换。 (1) 码 (?) )( 8421 10 26.73解 码 ) ( )( 8421 10 10011010.01110011 67.31(2) 码余 (?) )( BCD3 10 67.31解 码余 ) ( )( BCD3 10 10011010.01100100 67.31(3) 码 (?) )( BCD2421 10 465解 码 ) ( )( BCD2421 10 11 0100110010 465(4) 10 BCD631 11 1101101000 (?) ) ( 码解 10 BCD631 870 11 1101101000 ) ( ) ( 码(5) 10 BCD8421 010111 1000020220 (?) ) ( 码解 10 BCD8421 8597 010111 1000020220 ) ( ) ( 码第 2章 逻辑函数及其简化 1.列出下述问题的真值表,并写出逻辑表达式。 (1)有 a ,b ,c ,2 个输入信号,如果 3 个输入信号均为 0 或其中一个为 1 时,输出信号 Y1,其余情况下,输出 Y0; (2)有 a ,b ,c ,2 个输入信号,当 3 个输入信号出现奇数个 1 时,输出 F 为 1,其余情况下,输出 F为 0; (3)有 3 个温度探测器,当探测的温度超过 60时,输出控制的信号为 1;如果探测的温度低于 60是,输出控制信号 Z 为 0.当有两个或两个以上的温度探测器输出 1 时,总控制器输出 1 信号,自动控制调整设备,使温度下降到 60以下。试写出总控制器真值表和逻辑表达式。 解 a b c Y F Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 (1)据题意3 个输入信号 a ,b ,c 在不同取值组合下的输出 Y 被列在表 2.51 中, 故 Y 的逻辑函数表达式为 Y cbacbacbacba + (积之和) ) )( )( )( ( cbacbacbacba + (和之积) (2)由于当3 个输入信号出现奇数 1,输出 F 为 1,所以给逻辑功能为奇校验器,其输入 a , b ,c 在不同取值下对应的输出 F 被列在表 2.5.1中,F 的逻辑函数表达式为 F abccbacbaba + (积之和) ) )( )( )( ( cbacbacbacba + (和之积) (3)设 3 个温度探测器的输出信号分别为 a ,b ,c,当温度大于 60时为 1,温度小于等于 60时为 0.设总控制器输出为 Z,a ,b , c 与 Z 到关系列表 2.5.1 中。Z 的逻辑表达式为 Z abccbacbaba + ) )( )( )( ( cbacbacbacba + (和之积) 2.用真值表证明下列等式: (1) B)AC)(ABCCAAB +=+ 证明 当 A ,B ,C 取值在 000111变化时,左式和右式的逻辑值如表 2.5.2 所示,左式右式。 表 2.5.2 a b c 左 右 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 (2) ACBCABCBCABA =+ 证明 当 A ,B ,C 在所有取值组合下左式和右式的逻辑值如表 2.5.3 所示,由真值表知,左式右式。 表 2.5.3 a b c 左 右 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 (3) ABC ABABC ACABC BCCAB CBA BCA + + =+ 证明 当 A ,B ,C 在所有取值组合下左式和右式的逻辑值如表 2.5.4 所示,由真值表知,左式右式。 表 2.5.4 表 2.5.4 a b c 左 右 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 (4) CBAABCCBCABA +=+ 证明 当 A ,B ,C 在所有取值组合下左式和右式的逻辑值如表 2.5.5 所示,由真值表知,左式右式。 表 2.5.5 a b c 左 右 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 3.直接写出下列各函数的反函数表达式及对偶函数表达式: (1) EBC)DB(AF += 解 BEDCBA +=+=)(FBDE)CB(AF* (2) D)CB(DCD)B B(CAF + += )( ( F)( ( F*DCBDCBDCBADCBDCBCDBA+=+= (3) CBAABCF += 1) (F1) (F*=+=+=CBABACCBABAC (4) EBECDBCCDAB += F EBECDCBDCBABEECDCBDCBA)( )(F)( )(F*+=+= 4.用公式证明下列各等式: (1) DCAAB)DCB(CAAB +=+ 证明右式(多余项) )( 左式DCAAB AB BCDCBCAAB+=+= +BCDCA (2) BCABCDCABACA +=+ 右式证明左式=+=+=+=+BCABCACDAACDBCABC ACDBCCBA )( (3) BDCBCBBCDDCBCDBADCBAACDDCBDCB +=+ 右式 ) ( 多项式左式=+ + +=+=+=+=+BDCBCB BCB DCB) ACD( CB DCBACDBDCBACB DCBACDBDCBACDBDCB DCBCDBACDBDCBAD CB )(BDD)ADC(B DCB)DCBAACD(BCD)DCB(CD)BADCB(DCDBDDCBCDBAA (4) 1 =+ DCADBABCDCDBAB 右式 =+=+=+=+=+1)( ()( (DCDCBDCBDBDCDCCBDCBDBDCCBDCDBDCDBACBDCDBABDCADBABCDCDBAB (5) ) )( )( )( )( )( ( YZXWZXYVXWVXYUXWUXUVZWYX +=+ + + + + + + + +证明 设右式为 F,对其求对偶 F* Y)(UVZ) X(W Y)XZ(WY)XV(WY)XU(W XZY XZW XVY XVW XUY XUWF*+=+= + + += F=(F*)*= =左式 UVZWYX + 5.证明 (1) b = aba 证明 左式 baba + 右式 baba + 所以左式右式 (2)aba babab = 证明()()ababababababa b ab ab ab ab a b a b ab abababab= += += + = = + + = +=+ 即等式成立。 (3)abcabc = 证明 ()()()()()ab ab cab ab c ab ab c ab ab c ab ab cabcabcabc=+=+=+=+= = 左式右式 (4)()()()c()()()()abcabcab ab c ab ab c ab abcab ab ab ab cab ab c ab ab cab ab c ab ab cabcabc=+ +=+=+ +=+=+= 证明 左式 () abc abcabc += = 右式(5)() ()()() ( )()()abcabcabcabc ab cabc abcabcabcabcabcabcabc abab cab ab cabc= = = + =+ =+= = + =+= 证明 利用a b=a b即等式成立 = (6)A B C=A B C=C B A证明A B C(AB+AB) C =(AB+AB)C +AB+AB C =ABC+ABC+ABC+ABC=(利用A B=A B)A(BC+BC)+A(BC+BC)=A(B C)=A B C A B C=B CA+(B C)A=C B A (7) ( ) ( ) ( ) ABCD AB AC AD = 证明右式(A B)(A C)+A B A C (A D)= (AB+AB)(AC+AC)+(AB+AB)(AC+AC) A D= ABC+ABC+ABC+ABC A D= BC+BC (A D)= (B C) (A D)=B C (A D)= A D B C= (利用A B =A B) A D B C=左式 (8)MCD+MCD=(M C)(M D)证明 右式(MC+MC)(MD+MD)=MCD+MCD=左式 (9)若 X Y=1,则X 1=Y ,Y 1=X证明 由于X Y=XY+XY=1说明X=YX 1=X 1+0=X=YY 1=Y 1+0=Y=X 6.证明 (1)如果ab+ab=c, 则ac+ac=b,反之亦成立证明 ac+ac=a(ab+ab)+a(ab+ab)= a(ab+ab)+a(ab+ab)=ab+ab=bab+ab=a ac+ac+a(ac+ac)=a (ac+ac)+ac=ac+ac=c ()() aXbYab bX aY XY aa aX aY XYaX aY aX bY=+ +=+=+=+= +(2)如果ab+ab=0, 则aX+bY=aX+bY证明由ab+ab=0,得a b,即a=baX+bY=aX+bY 7.写出下列各式 F 和它们的对偶式、反演式的最小项表达式: F(4,6,11,12,14,15)(0,1,2,3,5,7,8,9,10,13)(2,5,6,7,8,10,12,13,14,15)(1)F=ABCD+ACD+BD解 经配项把 化成最小项表达式,在用例2.3.6的方法求解。F(A,B,C,D)=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD=mF(A,B,C,D)= mF*(A,B,C,D)= m F(2,3,4,5,7)(0,1,6)(1,6,7)(2)F=AB+AB+BC解 经配项把 化成最小项表达式F(A,B,C)=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC=mF(A,B,C)= mF*(A,B,C)= m F(1,5,6,7,8,9,13,14,15)(0, 2,3, 4,10,11,12)(3,4,5,11,12,13,15) (3)F=AB+C+BD+AD+B+C解 原式=(AB+C+BD)(A+D)+BC=(AC+BC+BD)(A+D)+BC=ABC+AD+ACD+BCD+BD+BC 经配项把 化成最小项表达式F(A,B,C,D)= mF(A,B,C,D)= mF*(A,B,C)= m 8.用公式法化简下列各式 (1)F=ABC+ACD+AC解 原式=A(BC+C)+ACD=AB+AC+ACD=AB+C(A+AD)=AB+AC+CD (2)F=ACD+BC+BD+AB+AC+BC解 原式=ACD+BC+BD+AB+AC+BC+AC= ACD+BC+BD+AB+BC+C= (C+BC)+(C+ACD)+(C+BC)+AB+BD= C+AD(B+AB+BD)=C+AD+B (3)F=(A+B)(A+B+C)(A+C)(B+C+D)解 F*=AB+ABC+AC+BCD= AB+AC+BCD=AB+ACF=(F*)*=(A+B)(A+C) (4)F=AB+AB BC+BC解 原式=AB+AB+BC+BC+AC=AB+BC+AC (5)F=AC+BC+B(AC+AC)解 原式=(AC+BC)(B+AC+AC)= ABC+BC+AC=BC+AC 9.用图解法化简下列各函数 (1)化简题8 中(1)(3)(5) 解 (1)F=ABC+ACD+AC 填入卡诺图(图 2.5.1)中,经画圈合并得 1 1 CDAB 00 01 11 10 00 1 1 1 1 1 1 01 11 10 F=AB+CD+AC (3)F=(A+B)(A+B+C)(A+C)(B+C+D) 填入卡诺图(图 2.5.2)中,经画圈 0 合并得 0 0 0 CDAB 00 01 11 10 00 0 0 0 0 0 01 11 10 F=(A+B)(A+C) (5)F=ABC+AC+BC 填入卡诺图(图 2.5.3)中,经画圈 1 合并得 C AB 00 01 11 10 0 1 1 1 F=AC+BC (2) ( , , , ) (0,1,3,5,6,8,10,15) Fabcd m = 填入卡诺图(图 2.5.4)中,经画圈 1 合并得 1 1 1 1 1 1 1 1 CD 00 01 11 10 AB 1 00 01 11 10 F abc abd acd abd abcd abcdF bcdabdacdabdabcdabcd=+ +=+ +或 (3) (, ) (4561314,15) F abcd m = , , 填入卡诺图(图 2.5.5)中,经画圈 1 合并得 1 CDAB 00 01 11 10 00 1 1 01 1 11 1 1 F abc abd bcdF abd bcd abc=+ +=+或 10 (4) ( , , , ) (4,5,6,8,9,10,13,14,15) Fabcd m = 填入卡诺图(图 2.5.6)中,经画圈 1 合并得 1 1 CDAB 00 01 11 10 00 1 1 1 01 1 11 1 1 1 F abc abd abc bcd acd =+ + 10 (5) ( , , , ) (0,1, 4,7,9,10) (2,5,8,12,15) Fabcd m d = + 填入卡诺图(图 2.5.7)中,经画圈合并得 1 1 1 1 1 1 Fbcacbdbcd =+ (6) ( , , , ) (4,5,6,13,14,15) (8,9,10,11) Fabcd m d = + 填入卡诺图(图 2.5.8)中,经画圈合并得 1 AB 00 01 11 10 00 01 11 10 CDCD 00 01 11 10 AB 00 1 1 01 1 11 1 1 10 F abc ad bcd =+ (7) (, ) (5,7,13,15) Fabcd M =填入卡诺图(图 2.5.9)中,经画圈合并得 CDAB 00 01 11 10 00 0 0 01 0 0 11 10 Fbd =+ (8) ( , , , ) (1, 3, 9,10,11,14,15) Fabcd M =填入卡诺图(图 2.5.10)中,经画圈合并得 0 0 0 0 0 0 0 ()( ) F bdac =+ + (9) ( , , , ) (0, 2,4,9,11,14,15,16,17,23,25,29,31) Fabcd m = 解 令 a=0 和 a=1 两种情况构造两张四变量卡诺图,并将逻辑函数填入图 2.5.11 中,经合并得 1 1 1 1 1 1 1 (a) a=0 1 1 1 1 1 1 CD01 11 10 ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd cd 00 01 11 10 ab 00 00 01 11 10 AB 00 01 11 10 (b) a=1 () ( F a bce bde bcd bce a bcd cde bdeabceabdeabcdabceabcdacdeabde=+) = (10)解令 a=0 和 a=1 两种情况构造两张四变量卡诺图,并将逻辑函数填入图 2.5.12 中,经合并得 ( , , , ) (1,2,3,4,5,7,8,10,12,13,14,17,19,20,21,22,23,24,26,28,29,30,31) Fabcd m = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (a) a=0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd () ( F a be cd be bcd a be cd cbe cd be ac abcd=+) = 1. 写出图 4.5.1所示电路的逻辑函数表达式。 解 由图 4.5.1 从输入信号出发,写出输出 的逻辑函数表达式 12 , YY12() Y ABC A B C AB AC BCABC ABC ABC ABCYABACBC=+ +=+= 2写出图 4.5.2 所示电路的逻辑函数表达事,其中以 作为控制信号,A,B 作为数据输入,列表说明 Y在 作用下与 A,B 的关系。 3210 , SSSS3210 , SSSS 解 本电路由一个非门,两个与或门合一个异或门组成,写出 Y的逻辑函数表达式并进行化简 01 2 310 3210 2332 0123 3 01 0 1223 01|( ) ( )()( )()( )YASBSBABS ABSA BS BS A BS BSA BS BS ABS ABSASBSBABS BSABS ABS ABS ABS BS S BS SABS ABS ABS ABS=+ + + =+=+ + =+ + + + += 将上式中的 分别取值 00001111,即得出 Y与 A,B 的关系如表 4.5.1 所示。 3210 , SSSS 表 4.5.1 3 S 2 S 1 S 0 S Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 A AB AB 0 A B + B AB AB A B + AB B AB 1 AB A B + A 3.分析图 4.5.3 所示电路,写出 COMP=0,Z-=1 及 COMP=1,Z=0 时, 的逻辑函数表达式。列出真值表,指出电路完成什么逻辑功能。 1 YY4解 (1)但 COMP=0,Z=1 时, 1234 0 YYYY = (2)当COMP=1,Z=0 时, 13 1 2 23 2 23 2 34 2 3 4 , , YAYAYAAAAA AYAAA =+=+ 将 取不同值,求出 填入真值表 4.5.2中。从表中可以看,当取值在 00001001(即为8421BCD)时,满足 1234 AAAA 1234 YYYY 1234 , AAAA1234 AAAA + =1001 1234 YYYY所以该电路对输入 BCD码, 求“9”的补码 1234 AAAA 表 4.5.1 3 S 2 S 1 S 0 S4 3 2 1 Y Y Y Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 4.在既有原变量输入,又有反变量输入的条件下,用与非门实现下列逻辑函数的组合电路。 (1) ( , , , ) (0, 2, 6,7,10,12,13,14,15) Fabcd m = 解 将 F 填入卡诺图,并对“1”格圈圈合并,如图 4.5.4 所示,得到最简与或式为 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 Fabbccdabd =+ 两次取反,得到与非门实现 Fabbccdabc = (2) ( , , , ) (0,1,3, 4, 6, 7,10,12,13,14,15) Fabcd m = 解 将 F 填入卡诺图,并对“1”格圈圈合并,如图 4.5.6 所示,得到最简与或式为 1 1 1 0 ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd cd 00 01 11 10 ab 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 00 01 11 10 Fabbcacdabdacd =+ + + 两次取反 F ab bc acd abd acd = (3) ( , , , ) (0, 2,6, 7,10,12,13,14,15) Fabcd m = 解 将 F 填入卡诺图,并对“1”格圈圈合并,如图 4.5.7 所示, ab 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Fadacabbcbd =+ 两次取反 Fadacabbcbd = (4) ( , , , ) (0,1, 4, 7,9,10,13) (2,5,8,12,14,15) Fabcd m d =+ 解将 F 填入卡诺图,并对“1”和“”格圈圈合并 1 1 1 1 1 1 0 0 1 00 01 11 10 00 01 11 10 cd cd 00 01 11 10 ab 00 01 11 10 Fcbdad =+ + 两次取反,得 Fcbdad = (5) ( , , , ) (0,1,3, 4,12,14) (5,6,7,9,11) Fabcd m d =+ 解将 F填入卡诺图,并对“1”和“”格圈圈合并 Fbdacad =+ 两次取反,得 Fbdacad = 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 (6) 1( , , , ) (2, 4,5,6, 7,10,13,14,15) F abcd m = 2 ( , , , ) (2,5,8,9,10,11,12,13,14,15) Fabcd m = 解 将 两函数填入如图 4.5.10 所示的卡诺图中,因为两个函数的逻辑变量是相同的,化简时应尽可能共用乘积项减少与非门的数目。化简后的与或式为 12 , FF 0 1 0 0 ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd cd 00 01 11 10 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 00 01 11 10 00 01 11 10 00 01 11 10 cd 12F ab bc bcd bcdFabcdbcd=+ +=+ + 两次取反,得 12FabbcbcdbcdFabcdbcd=+ + 画出实现两个函数的逻辑电路如图 4.5.11 5.在既有原变量输入,又有反变量输入条件下,用或非门设计实现下列逻辑函数的组合电路。 (1) ( , , ) (0,1,2,4,5) Fabc m = 解 F 填入卡诺图,并对“0”格圈圈合并 1 1 0 1 C AB 00 01 11 10 1 0 0 1 ()( Fabbc =+ + ) 两次取反,得 Fabbc =+ (2) ( , , ) (0,1,2,4,6,10,14,15) Fabc m = 解 F 填入卡诺图,并对“0”格圈圈合并 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 ab 00 01 11 10 00 01 11 cd 10 ()( )( ) F acabdbcd =+ + + 两次取反 Facabdbcd =+ (3) ( , , , ) (2,5,8,12) (3,9,10,11,13) Fabcd m d =+ 解 对图 4.5.15 进行圈“0“合并得 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 ab 00 01 11 10 00 01 11 10 cd ()( )( ) F bcacdbd =+ + + 两次取反,得 F bcacdbd =+ 6.在只有原变量输入没有反变量输入条件下,用与非门设计实现下列逻辑函数的组合电路。 (1)FABACDACBC =+ + 解 原式中有 AB AC AB A

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