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第 1 页 共 83 页 高考数学必做高考数学必做 36 道压轴题答案(解析几何部分)道压轴题答案(解析几何部分) 1-1 解: ()设双曲线的方程是1 2 2 2 2 b y a x (0a,0b) , 则由于离心率2 a c e,所以ac2, 22 3ab 从而双曲线的方程为1 3 2 2 2 2 a y a x ,且其右焦点为F(a2,0) 把直线MN的方程axy2代入双曲线的方程,消去y并整理,得 0742 22 aaxx 设M 11 ( ,)x y,N 22 (,)xy,则axx2 21 , 2 21 2 7 axx 由弦长公式,得 21 2 21 4)(2|xxxxMN) 2 7 (4)2(2 22 aa=6 所以1a,33 22 ab 从而双曲线的方程是1 3 2 2 y x ()由mkxy和1 3 2 2 y x,消去y,得032)3( 222 mkmxxk 根据条件,得0) 3)(3(44 2222 mkmk且03 2 k 所以 33 22 km 设A),( 33 yx,B),( 44 yx,则 2 43 3 2 k km xx , 3 3 2 2 43 k m xx 由于以线段AB为直径的圆过原点,所以0 4343 yyxx 即 0)()1 ( 2 4343 2 mxxkmxxk 从而有0 3 2 3 3 )1 ( 2 22 2 2 m k km km k m k,即 22 3 2 1mk 所以 点Q到直线l:mkxy的距离为 | 1 1| 2 6 3 2 |1| 1 |1| 2 2 m m m k m d 第 2 页 共 83 页 由 1 3 2 22 mk0,解得 3 61 3 6 m 且0 1 m 由 1 3 2 22 mk3,解得 m 1 6 6 所以当 2 6 m时,d取最大值 2 26 ) 3 6 1 ( 2 6 ,此时0k 因此d的最大值为 2 26 ,此时直线l的方程是 2 6 y 1-2 解: ()设焦距为2c,由已知可得 1 F到直线l的距离32 3c ,即2c 所以椭圆C的焦距为 4 ()设 1122 ( ,), (,)A x yB x y,由题意知 1 0y , 2 0y ,且直线l的方程为3(2).yx 联立 22 22 3(2), 1 yx xy ab 得 22224 (3)4 330abyb yb, 解得 22 12 2222 3(22 )3(22 ) , 33 baba yy abab . 因为 22 2AFF B,所以 12 2yy, 即 22 2222 3(22 )3(22 ) 2 33 baba abab , 得3a 而 22 4ab,所以5b 故椭圆C的方程为 22 1. 95 xy 2-1 解: ()因为 3 3 c e a , 所以 222 2 22 1 3 cab e aa ,即 2 2 2 3 b a ,又 2 2 1 1 b , 所以 2 2b , 2 3a ,即3a ,2b ()解法 1: 由(1)知 12 ,F F两点分别为( 1,0),(1,0),由题意可设(1, )Pt 那么线段 1 PF中点为(0, ) 2 t N,设( , )M x y 第 3 页 共 83 页 由于(,) 2 t MNxy , 1( 2, )PFt, 则 1 , 2(), 2 yt t MN PFxt y 消去参数t,得 2 4yx ,其轨迹为抛物线 解法 2:如图,因为M是线段 1 PF垂直平分线上 的 点, 所以 1 | |MPMF,即动点M到定点 1 F的距离 与 的定直线 1 l的距离相等, 1 F,由抛物线的定义知,动点M的轨迹是以定点 以定直线 1 l为准线的抛物线,易得其方程是 2 4yx 2-2 解: ()设动点E的坐标为( , )x y,依题意可知 1 222 yy xx , 整理得 2 2 1(2) 2 x yx 所以动点E的轨迹C的方程为 2 2 1(2) 2 x yx (II)当直线l的斜率不存在时,满足条件的点P的纵坐标为0 当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为(1)yk x 将(1)yk x代入 2 2 1 2 x y并整理得, 2222 ( 21)4220kxk xk 2 880k 设 11 ( ,)M x y ,22 (,)N xy ,则 2 12 2 4 21 k xx k , 2 12 2 22 21 k x x k 设MN的中点为Q,则 2 2 2 21 Q k x k , 2 (1) 21 QQ k yk x k , 所以 2 22 2 (,) 2121 kk Q kk 第 4 页 共 83 页 由题意可知0k , 又直线MN的垂直平分线的方程为 2 22 12 () 2121 kk yx kkk 令0 x 解得 2 1 1 21 2 P k y k k k 当0k 时,因为 1 22 2k k ,所以 12 0 42 2 P y; 当0k 时,因为 1 22 2k k ,所以 12 0 42 2 P y 综上所述,点P纵坐标的取值范围是 22 , 44 3-1 解: ()由椭圆的定义可知,动点 P 的轨迹是以 A,B 为焦点,长轴长为2 3的椭圆 所以1c ,3a , 2 2b 所以 W 的方程是 22 1 32 xy ()设 C,D 两点坐标分别为 11 ( ,)C x y、 22 (,)D xy,C,D 中点为 00 (,)N xy 当0k 时,显然0m ; 当0k 时, 由 22 1, 1 32 ykx xy 得 22 (32)630kxkx 所以 12 2 6 32 k xx k , 所以 12 0 2 3 232 xxk x k , 从而 00 2 2 1 32 ykx k 所以MN斜率 2 0 0 2 2 32 3 32 MN y k k k xm m k 又因为CMDM, 所以CDMN, 所以 2 2 2 1 32 3 32 k k k m k , 第 5 页 共 83 页 即 2 1 2 32 3 k m k k k 66 ,0)(0, 1212 故所求m的取范围是 66 , 1212 3-2 解: ()依题意,2c , 1b , 所以 22 3abc 故椭圆C的方程为 2 2 1 3 x y ()当直线l的斜率不存在时,由 2 2 1, 1 3 x x y 解得 6 1, 3 xy 不妨设 6 (1,) 3 A, 6 (1,) 3 B, 因为 13 66 22 33 2 22 kk ,又 132 2kkk,所以 2 1k , 所以,m n的关系式为 2 1 3 n m ,即10mn 当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为(1)yk x 将(1)yk x代入 2 2 1 3 x y整理化简得, 2222 (31)6330kxk xk 设 11 ( ,)A x y, 22 (,)B xy,则 2 12 2 6 31 k xx k , 2 12 2 33 31 k x x k 又 11 (1)yk x, 22 (1)yk x 所以 121221 13 1212 22(2)(3)(2)(3) 33(3)(3) yyyxyx kk xxxx 1221 1212 2(1)(3)2(1)(3) 3()9 k xxk xx x xxx 1212 1212 2(42)()612 3()9 kx xkxxk x xxx 第 6 页 共 83 页 22 22 22 22 336 2(42)612 3131 336 39 3131 kk kkk kk kk kk 2 2 2(126) 2. 126 k k 所以 2 22k ,所以 2 2 1 3 n k m ,所以,m n的关系式为10mn 综上所述,,m n的关系式为10mn 4-1 解解: ()设椭圆长半轴长及分别为 a,c, 由已知得, 1, 7. ac ac 解得 a=4,c=3 所以椭圆 C 的方程为 22 1. 167 xy ()设 M(x,y) ,P(x, 1 y),其中4,4 .x 由已知得 22 2 1 22 . xy e xy 因为 3 4 e , 所以 2222 1 16()9().xyxy 由点 P 在椭圆 C 上得, 2 2 1 1127 16 x y , 化简得 2 9112y 所以点 M 的轨迹方程为 4 7 ( 44) 3 yx , 轨迹是两条平行于 x 轴的线段 4-2()解:因为 A, B 两点关于 x 轴对称, 所以 AB 边所在直线与 y 轴平行 设 M(x, y),由题意,得( , 3 ),( ,3 )A xxB xx-, 第 7 页 共 83 页 所以|3, |3AMxyMByx, 因为| |3AMMB?, 所以( 3) (3 )3xyyx,即 2 2 1 3 y x , 所以点 M 的轨迹 W 的方程为 2 2 1(0) 3 y xx ()证明:设 000 (,) (0)M xyx , 因为曲线 2 2 1(0) 3 y xx关于 x 轴对称, 所以只要证明“点 M 在 x 轴上方及 x 轴上时,2MQPMPQ ”成立即可 以下给出“当 0 0y 时,2MQPMPQ ” 的证明过程 因为点 M 在 2 2 1(0) 3 y xx上,所以 0 1x 当 x0=2 时,由点 M 在 W 上,得点(2,3)M, 此时, | 3, | 3MQPQMQPQ, 所以, 42 MPQMQP ,则2MQPMPQ ; 当 0 2x 时,直线 PM、QM 的斜率分别为 00 00 , 12 PMQM yy kk xx , 因为 000 1,2,0 xxy,所以 0 0 0 1 PM y k x ,且 0 0 1 1 PM y k x , 又tan PM MPQk,所以(0,) 2 MPQ ,且 4 MPQ , 所以 2 2tan tan2 1 (tan) MPQ MPQ MPQ 0 000 22 2 0 00 0 2 12(1) (1) 1 () 1 y xyx y xy x , 因为点 M 在 W 上,所以 2 2 0 0 1 3 y x ,即 22 00 33yx, 所以tan2 MPQ 000 22 000 2(1) (1)(33)2 yxy xxx , 第 8 页 共 83 页 因为tan QM MQPk , 所以tantan2MQPMPQ, 在MPQ中,因为(0,) 2 MPQ ,且 4 MPQ ,(0, )MQP, 所以2MQPMPQ 综上,得当 0 0y 时,2MQPMPQ 所以对于轨迹 W 的任意一点 M,2MQPMPQ 成立 5-1 解: () ()由抛物线定义可知,抛物线上点( ,2)M m到焦点F的距离与到准线距离相等, 即( ,2)M m到 2 p y 的距离为 3; 所以 23 2 p ,解得2p 所以 抛物线P的方程为 2 4xy ()抛物线焦点(0,1)F,抛物线准线与 y 轴交点为(0, 1)E, 显然过点E的抛物线的切线斜率存在,设为k,切线方程为1ykx 由 2 4 1 xy ykx , 消 y 得 2 440 xkx, 2 16160k ,解得1k 所以切线方程为1yx ()直线l的斜率显然存在,设l: 2 p ykx, 设 11 ( ,)A x y, 22 (,)B xy, 由 2 2 2 xpy p ykx 消 y 得 22 20 xpkxp 且0 所以 12 2xxpk, 2 12 x xp ; 因为 11 ( ,)A x y, 所以 直线OA: 1 1 y yx x , 第 9 页 共 83 页 与 2 p y 联立可得 1 1 (,) 22 pxp C y , 同理得 2 2 (,) 22 pxp D y 因为 焦点(0,) 2 p F, 所以 1 1 (,) 2 px FCp y , 2 2 (,) 2 px FDp y , 所以 12 12 (,) (,) 22 pxpx FC FDpp yy 2 22 1212 1212 224 px pxp x x pp yyy y 244 222 12 222 1212 0 4 22 p x xpp ppp xxx xp pp 所以 以CD为直径的圆过焦点F 5-2 解: ()如图,由题意得,222 2bc 所以2bc,2a 所以所求的椭圆方程为 22 1 42 xy ()由()知,C(2,0) ,D(2,0) 由题意可设CM:(2)yk x,P( 1 x, 1 y) MDCD,M(2,4k) 由 22 1 42 (2) xy yk x , 整理 得: 2222 (1 2)8840kxk xk 因为 2 1 2 84 2 1 2 k x k , 所以 2 1 2 24 12 k x k 所以 11 2 4 (2) 1 2 k yk x k , 2 22 244 (,) 1 21 2 kk P kk 所以 22 222 2444(1 2) 244 1 21 21 2 kkk OM OPk kkk 即OM OP为定值 ()设 0 (,0)Q x,则 0 2x M P OF2Dx y A C B F1 第 10 页 共 83 页 若以MP为直径的圆恒过DP,MQ的交点,则MQDP,0MQ DP恒成立 由()可知 0 (2,4 )QMxk, 2 22 84 (,) 1 21 2 kk DP kk 所以 2 0 22 84 (2)40 1 21 2 kk QM DPxk kk 即 2 0 2 8 0 1 2 k x k 恒成立 所以 0 0 x 所以存在(0,0)Q使得以MP为直径的圆恒过直线DP,MQ的交点 5-3 解:(I)直线l的方程为210 xy ; (II) 由 2 2 2 2 , 2 1 m xmy x y m 消去x,得 2 2 210 4 m ymy () 由 2 22 8(1)80 4 m mm ,知 2 8m 设 11 ( ,)A x y, 22 (,)B xy,则由()式,有 12 2 12 , 2 1 . 82 m yy m y y 由于 1( ,0)Fc, 2( ,0) F c,且O是 12 FF的中点,依题意,由2AGGO,2BHHO,可知, 11 (,) 33 xy G, 22 (,) 33 xy H 若原点在以线段GH为直径的圆内,则0OG OH,即 1212 0 x xy y 而 222 2 12121212 1 ()()(1)() 2282 mmm x xy ymymyy ym, 所以 2 1 0 82 m ,即 2 4m 第 11 页 共 83 页 又由已知1m ,所以12m 即,实数m的取值范围是(1,2) 5-4 解: ()设 P(x,y)是曲线 C 上任意一点,那么点 P(x,y)满足: 22 (1)1(0)xyxx, 化简得 2 4 (0)yx x ()设过点 M(m,0) (m0)的直线 l 与曲线 C 的交点为 A 12 ( ,)x y,B 22 (,)xy 设直线 l 的方程为 x=ty+m, 由 2 , 4 xtym yx 得 2 440ytym, =16( 2 t+m)0, 于是 12 12 4 , 4 . yyt y ym 又 1122 (1,),(1,)FAxyFBxy 0FA FB 1212 (1)(1)xxy y= 1212 ()x xxx+1+ 12 0y y 又 2 4 y x ,于是不等式等价于 2222 1212 12 () 10 4444 yyyy y y 2 2 12 121212 ()1 ()210 164 y y y yyyy y 由式,不等式等价于 22 614mmt 对任意实数 t, 2 4t的最小值为 0, 所以不等式对于一切 t 成立等价于 2 610mm , 即 322322m 由此可知,存在正实数 m,对于过点 M(m,0)且与曲线 C 有两个交点 A,B 的任一直线,都有 0FA FB,且 m 的取值范围(32 2,32 2) 第 12 页 共 83 页 6-1 解: ()由题意, 222 31, 2, , ac b abc 解得3,1ac 即:椭圆方程为. 1 23 22 yx ()当直线AB与x轴垂直时, 4 3 AB , 此时3 AOB S不符合题意故舍掉; 当直线AB与x轴不垂直时,设直线 AB的方程为:) 1( xky, 代入消去y得: 2222 (23)6(36)0kxk xk 设 1122 ( ,), (,)A x yB xy ,则 2 12 2 2 12 2 6 , 23 36 . 23 k xx k k x x k 所以 2 2 4 3(1) 23 k AB k 原点到直线的AB距离 2 1 k d k , 所以三角形的面积 2 2 2 114 3(1) 2223 1 kk SAB d k k 由 2 3 2 22 4 Skk , 所以直线:220 AB lxy或:220 AB lxy 6-2 解: (I)椭圆 C 的方程为 )0(1 2 2 2 2 ba b y a x ,由已知得 222 2 , 2 22 2, . c e a a abc 解得2, 1,1abc 所以所求椭圆的方程为1 2 2 2 y x 第 13 页 共 83 页 (II)由题意知l的斜率存在且不为零, 设l方程为2(0)xmym ,将代入1 2 2 2 y x ,整理得 22 (2)420mymy,由0得 2 2.m 设),( 11 yxE,),( 22 yxF,则 12 2 12 2 4 2 2 2 m yy m y y m 由已知, 1 2 OBE OBF S S , 则 |1 |2 BE BF 由此可知,2BFBE,即 21 2yy, 代入得, 1 2 2 1 2 4 3 2 2 2 2 m y m y m ,消去 1 y得 2 222 2162 9 (2)2 m mm 解得, 2 18 7 m ,满足 2 2.m 即 3 14 7 m 所以,所求直线l的方程为73 1414073 14140 xyxy或 7-1 解: ()设椭圆的方程为 22 22 1,(0) xy ab ab ,由题意可得: 椭圆 C 两焦点坐标分别为 1( 1,0) F , 2(1,0) F 所以 2222 3353 2(1 1)( )(1 1)( )4 2222 a 所以2a ,又1c 2 4 13b , 故椭圆的方程为 22 1 43 xy ()当直线lx轴,计算得到: 33 ( 1,), ( 1, ) 22 AB , 2 12 11 | |3 23 22 AF B SABFF ,不符合题意 第 14 页 共 83 页 当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为:(1)yk x, 由 22 (1) 1 43 yk x xy ,消去 y 得 2222 (34)84120kxk xk, 显然0 成立,设 1122 ( ,), (,)A x yB xy, 则 22 1212 22 8412 , 3434 kk xxx x kk 又 42 222 1212 222 644(412) |1()41 (34)34 kk ABkxxx xk kk 即 22 2 22 12112(1) |1 3434 kk ABk kk , 又圆 2 F的半径 22 |1 0|2| , 11 kkk r kk 所以 2 22 22 2 1112(1)2|12| 112 2 |, 2234347 1 AF B kkkk SAB r kk k 化简,得 42 17180kk, 即 22 (1)(1718)0kk,解得1k , 所以, 2 2| 2 1 k r k , 故圆 2 F的方程为: 22 (1)2xy ()另解:设直线l的方程为 1xty, 由 22 1 1 43 xty xy ,消去 x 得 22 (43 )690tyty,0 恒成立, 设 1122 ( ,), (,)A x yB xy,则 1212 22 69 , 4343 t yyyy tt 所以 2 2 121212 222 3636 |()4 (43 )43 t yyyyyy tt 2 2 121 ; 43 t t 又圆 2 F的半径为 22 |10 1|2 11 t r tt , 第 15 页 共 83 页 所以 2 2 121212 2 112112 2 | | | 2437 AF B t SFFyyyy t ,解得 2 1t , 所以 2 2 2 1 r t ,故圆 2 F的方程为: 22 (1)2xy 7-2 ()解解 设直线PQ的方程为)3( xky 由 )3( , 1 26 22 xky yx 得,062718) 13( 2222 kxkxk, 依题意0)32(12 2 k,得 3 6 3 6 k 设),(),( 2211 yxQyxP,则 13 18 2 2 21 k k xx, 13 627 2 2 21 k k xx 由直线PQ的方程得 11 (3)yk x, 22 (3)yk x 于是 9)( 3) 3)(3( 2121 2 21 2 21 xxxxkxxkyy 因为0OP OQ,所以 0 2121 yyxx 由得15 2 k,从而) 3 6 , 3 6 ( 5 5 k 所以直线 PQ 的方程为035yx或035yx ()证法证法 1 ), 3(), 3( 2211 yxAQyxAP 由已知得方程组 . 1 26 , 1 26 , ),3(3 2 2 2 2 2 1 2 1 21 21 yx yx yy xx 第 16 页 共 83 页 注意1,解得 2 15 2 x 因),(),0, 2( 11 yxMF, 故), 1) 3(), 2( 1211 yxyxFM ), 2 1 (), 2 1 ( 21 yy 而 222 1 (2,)(,) 2 FQxyy ,所以FMFQ 证法证法 2 (坐标法与几何证法结合) 为使结论更具一般性, 下面就椭圆方程为 22 22 1(0) xy ab ab , 点A的坐标为 2 (,0) a c 进行证明(其中 22 cab) 如图,对三角形PHA应用梅涅劳斯定理,得 1 AQ PMHE QP MHEA ,又2 PM MH , 所以, 1 2 AQ HE QPEA , 作QDx轴于D,则, 1 2 AD HE DHEA , (二维问题一维化) 设),(),( 2211 yxQyxP, 0 (,0)E x, 将上式用坐标表示,得 2 2 01 2 21 0 1 2 a x xx c axx x c , 整理得, 22 0121212 2 ()()2 aa xxxxxx x cc (这个过程虽然复杂,但却表现出强烈的目标意识!下面的目标是非常明确的,即用解析几何的常 规方法,求出 12 xx与 12 x x) 显然,直线AP不垂直x轴,故可设直线AP的方程为 2 () a yk x c , 第 17 页 共 83 页 由 2 22 22 (), 1 a yk x c xy ab 消去y,整理得, 2426 222222 2 2 ()0 k ak a a kbxxa b cc , 所以, 24 12 222 262 12 2222 2 , () () . () k a xx c a kb k aabc x x ca kb 222422 12 222222 2222 () ()() aak aa b xx ccc a kbc a kb 222426222 1212 2222222222 222()2 ()2 ()() aak ak aabca b xxx x ccc a kbc a kba kb 所以, 22222 0 22222 2() 2 a bc a kb xc a kba b 这说明,直线 MQ 与x轴的交点是椭圆的右焦点( ,0)F c 所以,若APAQ,即, AP AQ ,则 PHMHMF QDQDFQ , 即FMFQ 注:可以是一切正实数,当1时,,P Q重合 8-1 解: ()由焦点 F ( 1, 0 ) 在 l 上, 得 k = 2 1 , 所以 l: y = 2 1 x + 2 1 设点 N( m, n ) , 则有: 11 ()()1, 12 11 21. 22 n m mn 解得 1 , 53 . 5 m n 所以 N ( 5 1 , 5 3 ), 因为 5 4 ( 5 3 )2 ,所以 N 点不在抛物线 C 上 (2) 把直线方程1 1 kk y x代入抛物线方程得: k2y2 + 4y + 4k+4 = 0 , 因为相交,所以 = 16 (k2 k + 1) 0, 第 18 页 共 83 页 解得 2 51 k 2 51 且 k 0 由对称得 1 22 1 1 1 00 0 0 k ax k y k ax y , 解得 x0 = 1 2)1 ( 2 22 k kka ( 2 51 1 k 2 51 ,且 k 0) 当 P 与 M 重合时, a = 1, 所以 f ( k ) = x0 = 1 31 2 2 k k = 3 + 1 4 2 k ( 2 51 1 k 2 51 , 且 k 0), 因为函数 x0 = f ( k )(kR)是偶函数,且 k 0 时单调递减 所以当 k = 2 51 时, (x0)min = 5 525 , 1lim 0 0 x k , 所以 x0 5 525 ,1) 8-2 解: ()由 3 3 a b , 22 2 3 2 1 2 1 baba ,得3a,1b, 所以椭圆方程是:1 3 2 2 y x ()设 EF:1 myx(0m)代入1 3 2 2 y x ,得022) 3( 22 myym, 设),( 11 yxE,),( 22 yxF,由DFED2,得 21 2yy 由 3 2 2 221 m m yyy, 3 2 2 2 2 221 m yyy, 得 3 1 ) 3 2 ( 2 2 2 mm m ,1m,1m(舍去) , 直线EF的方程为:1 yx即01 yx ()将2 kxy代入1 3 2 2 y x ,得0912) 13( 22 kxxk(*) 记),( 11 yxP,),( 22 yxQ,PQ 为直径的圆过)0, 1(D,则QDPD , 即0) 1)(1(), 1(), 1( 21212211 yyxxyxyx,又2 11 kxy,2 22 kxy, 第 19 页 共 83 页 得0 13 1412 5)(12() 1( 2 2121 2 k k xxkxxk 解得 6 7 k,此时(*)方程0, 所以存在 6 7 k,满足题设条件 9-1 解: ()由题意知 1 2 c e a , 所以 222 2 22 1 4 cab e aa 即 22 4 3 ab 又因为 6 3 1 1 b , 所以 2 4a , 2 3b 故椭圆C的方程为 22 1 43 xy ()由题意知直线PB的斜率存在,设直线PB的方程为(4)yk x 由 22 (4), 1. 43 yk x xy 得 2222 (43)3264120kxk xk 设点 11 ( ,)B x y, 22 (,)E xy,则 11 ( ,)A xy 直线AE的方程为 21 22 21 () yy yyxx xx 令0y ,得 221 2 21 ()y xx xx yy 将 11 (4)yk x, 22 (4)yk x代入, 整理,得 1212 12 24() 8 x xxx x xx 由得 2 12 2 32 43 k xx k , 2 12 2 6412 43 k x x k 代入 整理,得1x 第 20 页 共 83 页 所以直线AE与x轴相交于定点(1,0)Q ()当过点Q直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为(1)ym x,且 (,) MM M xy,(,) NN N xy在椭圆C上 由 22 (1), 1. 43 ym x xy 得 2222 (43)84120mxm xm 易知0 所以 2 2 8 43 MN m xx m , 2 2 412 43 MN m x x m , 2 2

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