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文档简介

十年(2014—2023)年高考真题分项汇编一平面向量

目录

题型一:平面向量的概念及线性运算...........................1

题型二:平面向量的基本定理.................................3

题型三:平面向量的坐标运算.................................9

题型四:平面向量中的平行与垂直............................13

题型五:平面向量的数量积与夹角问题........................14

题型六:平面向量的模长问题................................32

题型七:平面向量的综合应用................................37

题型一:平面向量的概念及线性运算

一、选择题

1.(2021年高考浙江卷•第3题)已知非零向量£,端,则“1]=心工”是“1厂的()

A.充分不必要条件B.必要不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件

【答案】B

解析:若”=“,则GJ),=0,推不出£=否;若£=5,则["=“必成立,故是

“2=石''的必要不充分条件,故选B.

2.(2020年新高考全国卷II数学(海南)•第3题)在口/5。中,。是N8边上的中点,则3=()

A.2CD+CAB.CD-2CAC.2CD-CAD.CD+2CA

【答案】C

解析:CB^CA+AB^CA+2AD^CA+2(CD-CA^2CD-CA

3.(2022新高考全国I卷•第3题)在口/BC中,点。在边上,6。=21M.记E=成,①=万,则赤=

()

A.3玩一2万B.-2m+3MC.3成+2万D.2in+3n

【答案】B

解析:因为点。在边上,BD-2DA,所以丽=257,即。。一。8=2(C4-CD),

所以赤=3丽-2B=3l-2m=-2玩+3展故选:B.

4.(2019・上海•第13题)已知直线方程2x-y+c=0的一个方向向量彳可以是()

A.(2,-1)B.(2,1)C.(-1,2)D.(1,2)

【答案】D

【解析】依题意:(2,-1)为直线的一个法向量,方向向量为。,2),选D

【点评】本题主要考查直线的方向量.

5.(2019•全国I•理•第4题)古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比为

1二立二[“0.618,称为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,最美

人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是避二L若某人满足上述两个黄金

2

分割比例,且腿长为105cm,头顶至脖子下端的长度为26cm,则其身高可能是()

A.165cmB.175cmC.185cmD.190cm不由r头顶

c

L咽喉

【答案】

d

答案:B

肚脐

解析:如图,-=-=0.618,Aa=0.6186,c=0.6184/.

db

c<26,则"=—^<42.07,a=c+d<68.07,=<110.15.

0.6180.618

所以身高〃=a+b<178.22,

又6〉105,所以a=0.6186>64.89,身高/i=a+b〉64.89+105=169.89,

故力e(169.89,178.22),故选B.

二、填空题wJ足底

1.(2020北京高考•第13题)已知正方形ABCD的边长为2,点P满足AP=+式),则|而|=;

PBJPD=-

【答案】⑴.V5(2).-1

【解析】以点力为坐标原点,AB、所在直线分别为X、V轴建立如下图所示的平面直角坐标系,

则点力(0,0)、8(2,0)、42,2)、0(0,2),万=;(万+大)=;(2,0)+;(2,2)=(2,1),

则点尸(2,1),.•.丽=(-2,1),而=(0,-1),

因此,叵卜卜?)、』=#,PSP5=0X(-2)+1X(-1)=-1.故答案为:75;-1.

2.(2014高考数学北京理科•第10题)已知向量满足向=1,3=(2,1),且苏+3=0(几€/?),则|;1|

【答案】V5

解析:2a+g=0,Xa=,.,.囚=:-=

a

3.(2015高考数学新课标2理科•第13题)设向量3,3不平行,向量/l£+B与Z+2B平行,则实数2=

【答案】-

2

解析:因为向量苏+B与G+2B平行:,所以花+刃=左6+2",则所以/l=L

1=2左,2

题型二:平面向量的基本定理

一、选择题

1.(2018年高考数学课标卷1(理)•第6题)在A48C中,/。为8c边上的中线,E为的中点,则丽=

()

A.-AB--ACB.-AB--ACC.-AB+-ACD.-'AB+-AC

44444444

【答案】A

解析:在AABC中,4。为8c边上的中线,E为“。的中点,

EB=AB-AE^AB--JD=AB--(AB+AC\=-AB--AC,故选A.

22V>44

2.(2014高考数学福建理科•第8题)在下列向量组中,可以把向量1=(3,2)表示出来的是()

A.格=(0,0),e2=(1,2)B.e,=(-1,2),e2=(5,-2)

C.不=(3,5),&=(6,10)D.4=(2,-3),&=(-2,3)

【答案】B

解析:根据。=4勺+〃02,

选项A:(3,2)=2(0,0)+〃(1,2),则3=〃,2=2",无解,故选项A不能;

选项B:(3,2)=4(-1,2)+〃(5,-2),则3=—4+5〃,2=22-2〃,解得,2=2,〃=1,故选项B

能.

选项C:(3,2)=必3,5)+〃(6,10),则3=34+6〃,2=54+10〃,无解,故选项C不能.

选项D:(3,2)=〃2,-3)+"(-2,3),则3=22-2〃,2=-32+3〃,无解,故选项D不能.故选:B.

3.(2015高考数学新课标1理科•第7题)设D为由ABC所在平面内一点5c=3CD,则()

A.JD=--AB+-ACB.AD=-AB--AC

3333

—■4―-1―-4—

C.AD=-AB+-ACD.AD=-AB——AC

3333

【答案】A

解析:由题知ZO=〃C+C0=〃C+-6C=/C+-(〃C—/3)==——AB+-AC,故选A.

3333

4.(2017年高考数学课标in卷理科•第12题)在矩形N5CD中,AB=\,AD=2,动点尸在以点C为圆

心且与8。相切的圆上,若N=/l刀+〃力,则丸+〃的最大值为()

A.3B.2亚C.V5D.2

【答案】A

【解析】法一:以/为坐标原点,45所在直线为x轴,4D所在立线为y轴建立平面直角坐标系,

如下图

则/(0,0),5(1,0),。(0,2),C(l,2),连结8。,过点C作C£_L8。于点E

在Rt\BDC中,有BD=VAB~+AD~=V5

5A,,.n=—xBCxCD=—xBDxCE即工xlx2=1x非xCE=>CE-■

△"s22225

所以圆。的方程为(X—1)+(y-2)-=-

(?/7?77、

可设尸l+—^cose,2+a_sine

、55>

_____2x/s、

由=+可得1+^—cos42+^—sin。=(4,2〃)

7

',275a

A=14------COS0/rr~

所以《二,所以X+〃=2H------cos04------sin0=2+sin(e+e)

JJ=Id---sin0

5

其中sin展芈,cos好孝

所以;I+〃的最大值为3,故选A.

法二:通过点。作于E点,由Z8=l,AD=2,可求得8。=炉丁=

又由S人“.口——xCDxCB——xBDxCE,可求得CE-—^―

225

由等和线定理可知,当点尸的切线(即尸〃)与£>5平行时,九+〃取得最大值

又点4到BD的距离与点C到直线30的距离相等,均为子

而此时点A到直线FH的距离为半+2-=半+2x半=竽

675

AFc

所以==3=3,所以X+〃的最大值为3,故选A.

AB2#)

5

另一种表达:如图,由“等和线”相关知识知,当尸点在如图所示位置时.,丸+〃最大,且此时若

AG^xAB+yAD,则有2+〃=x+y,山三角形全等可得4D=ZZF=FG=2,知x=3,j=0,

所以选A.

设4(0,1),3(0,0),D(2,l),P(xj)

224

根据等面枳公式可得圆的半径是一广,即圆的方程是(》-2)+/=-

\55

AP=(x,y-i),AB=(O,-l),AD=[2,O),若满足=+

X—///v*v*xx

即《»//——A=1-y,所以丸+〃=—»+1,设2=—P+1,即—y+1—z=0,

y-l=-A29222

4|2—z\2

点尸(xj)在圆(x—2y+/=不上,所以圆心到直线的距离44,即定,解得1WZW3,

1+1

所以Z的最大值是3,即;1+〃的最大值是3,故选A.

法四:由题意,画出右图.

设5。与口。切于点E,连接CE.以工为原点,为x轴正半轴,“8为》轴正半轴建立直角坐

标系

则C点坐标为(2,1).:|CD|=1,|5C|=2.ABD=yJ\2+22=y/5.•rB。切口。于点E.

CEVBD.:.CE是RtA5CZ)中斜边89上的

2s2-\-\BC\-\CD\22l

高.|EC|=d^=」------------V,石

\BD\\BD\V55

2f-4

即口C的半径为《百・・・・尸在口。上.・・.p点的轨迹方程为a—2)2+(y-l)2=M

%2+—V5cos^

设P点坐标(而,凡),可以设出尸点坐标满足的参数方程如下:<

y()=1+gV^sin。

而/P=(%,%),^5=(0,1),AD=(2,0).

VAP=AAB+〃AD=2(0,1)+〃(2,0)=(2〃,2)

,L/=—X(}=1+—cos^,^=y()=l+gV^sin,.

2055

两式相加得:

4+LI=1+—V5sin^+l+^-cos^

55

=2++sin(9+(p)

=2+sin(6+0)W3

(其中sine=,cos(p=^^-)

TT

当且仅当e=/+2E—e,左eZ时,4+〃取得最大值3.

二、填空题

.(2023年天津卷•第14题)在口28。中,N/=60°,8c=1,点。为Z3的中点,点£为。£)的中点,

若设赤=万,就=B,则万可用方石表示为;若BF=;BC,则彳斤的最大值为

1-1-13

【答案】①.片+5。②.-

AE+ED=AD

解析:空1:因为E为CD的中点,则而+前=6,可得,

AE+EC=AC

两式相加,可得到2m=1万+彳心,

.I—*-*.I­•I—►

即2AE=—a+b,则AE=—。+—力;

242

―.I_._____[AF+FC^AC

空2:因为萩=§8C,则2尸8+/。=0,可得〈一二二—

AF+FB=AB

得到万+元+2(箫+而1就+2万,

____—►2_1一

即34尸=2〃+3,即4F=三”不•

于是在方=&+产)侍+1)=、(2/+5£/+2片).

记4B=x,AC=y,

则AE-AF=—(2a2+5a-b+2b2]=—(2x2+5初cos600+2/)=—|2x2+^+

12\,121212

在口48。中,根据余弦定理:BC2=x2+y2-2xycos60°=x2+y2-xy=\,

于是次+¥+等+2),

山工2+一孙=]和基本不等式,X1+y1-xy=\>2xy-xy=xy,

故孙41,当且仅当x=y=l取得等号,

13

则x=y=l时,4£.力/有最大值五.

1-1-13

故答案为:-ci-\—h;—.

4224

DB

2.(2015高考数学北京理科•第13题)在△48C中,点N满足ZM=2MC,BN=NC.若

MN=xAB+yAC,则%=;y=.

【答案】—»—T

26

解析:特殊化,不妨设力。1AB,AB=4,AC=3,利用坐标法,以A为原点,AB为x轴,AC为

y轴,建立直角坐标系,2(0,0),必(0,2),<7(0,3),8(4,0),一(2,)),丽=(2,-1),存=(4,0),

22

,I111

AC=(0,3),则(2,——)=x(4,0)+y(0,3),4x=2,3y=——,x=—/=一一.

乙乙乙o

3.(2017年高考数学江苏文理科•第12题)如图,在同一个平面内晌量刀,无,玩的模分别为\,l,42,OA与

OC的夹角为a,且tana=7,08与OC的夹角为45°.若0c=mOA+nOB(m,neR),则m+n=

【答案】3

解析:由…7可得sU冷…”据向量的分解,易得管鬻;;::萨,即

一nH---m=5/2

2577+加=1057

10即得〃z=—/=-J沂以加+〃=3.

727V2.5n—Im=044

2一n-----〃?=0

10

题型三:平面向量的坐标运算

一、选择题

1.(2023年北京卷•第3题)已知向量落B满足1+5=(2,3),1-5=(—2,1),则|寸_向2=()

A.-2B.-1C.0D.1

【答案】B

解析:向量Zb满足N+b=(2,3),万一8=(—2,1),

所以|才-|S|2=(a+b)-(a-6)=2x(-2)+3xl=-l.

故选:B

2.(2023年新课标全国I卷•第3题)已知向量£=(1,1))=(1,—1),若(£+闷乂£+闻,则()

A.义+〃=1B.4+〃=-1

C."z=1D./l〃=-1

【答案】D

解析,:因为a=(1,1),6=(1,—1),所以a+2b=(1+丸,1—X),a+=(1+〃/一〃),

由(a+4)_L(a+可得,(a+,(a+=0,

即(1+4)(1+〃)+(1—4)(1一〃)=0,整理得:A//=-l.

故选:D.

3.(2014高考数学重庆理科•第4题)已知向量值=(左,3),5=(1,4)忑=(2,1),且(2)一3力J_*则实数左=

()

915

A.---B.0C.3D.—

22

【答案】C

解析:(2万一3b)_L5n(2万—3b)出=0=23田_35工=0=2(2%+3)—3x6=0nA=3.

4.(2014高考数学安徽理科•第10题)在平面直角坐标系中,已知向量Z,b,向=|加=1,a-b=Q,

点。满足OQ=y[2(a+b).曲线C^{P\OP^acos0+bsin0,O<0<27r},区域

Q={P0<r<PQ<R,r<R},若Cfl。为两段分离的曲线,则()

A.l<r<7?<3B.l<r<3<7?

C.;"<!<??<3D.1<r<3<7?

【答案】A

解析:因为|£|=向=1,且,设£=(1,0),5=(o,i),

则由诙=&(£+&得。(&,VI)

曲线C:设尸(x,y),则OP=(1,0)cos0+(0,1)sin0=(cos0,sin0),O<0<2TT,则

x=cos。,

{(0«。<24),表示以(0,0)为圆心,1为半径的圆;

y=sin0

区域。:设。(XJ),则由尸《I闻区H,则有:r2<(x-V2)2+(^-V2)2<7?2,

表示以(友,百)为圆心,分别以r和R为半径的同心圆的圆环形区域(如图),

若使得cn。是两段分离的曲线,则由图像可知:T<r<R<3,故选A.

5.(2016高考数学课标HI卷理科•第3题)已知向量或=(;,率友=(管,;),则43C=()

A.30°B.45°.C.60°D.120°

【答案】A

1V3731

[解析]由题意,得cosZABC=~2—2_2=包,所以NABC=30。,故选A.

网.pqixi2

6.(2016高考数学课标II卷理科•第3题)已知向量Z=(l,⑼石=(3,-2),且(Z+B)_L九则加=()

A.-8B.一6c.6D.8

【答案】D

【解析】由(a+B)J_B可得:伍+垃而=0,所以“叵+3~=0,又a=(1,〃?)石=(3,-2)

所以3-2机+(3?+(-2)2)=0,所以〃?=8,故选D.

二、填空题

1.(2021年高考全国乙卷理科•第14题)已知向量£=(1,3)1=(3,4),若(£—苏)_L九则X=

3

【答案】-

解析:因为G-4=(1,3)—4(3,4)=(1—34,3-44),所以由仅一码可得,

3(l-3/l)+4(3-4Z)=0,解得4=

3

故答案为:—.

【点睛】本题解题关键是熟记平面向量数量积的坐标表示,设£=(芭,必),3=(3,%),

==o=%/+,必=o,注意与平面向量平行的坐标表示区分.

2.(2020江苏高考•第13题)在A/18C中,4B=4,AC=3,N8/C=90。,。在边8c上,延长4D到尸,使得

—>—3—•

4P=9,若尸/=,〃尸8+(/-机)尸。(机为常数),则C。的长度是.

3

【解析】・・・4。/三点共线,,可设方=/1所(4>0),二.PA=mPB+----m

2

3

3——m

A.PD=mPB+----m2

2PC,

2

|-〃7

33

若/wwO且加工二,则8,。,。三点共线,=1'即"5,

2「.一m+

A2

---AP=9,...ZO=3,AB=4.AC=3.ZBAC=90°,:.BC=5,

设CZ)=x,ZCDA=0,则8O=5-x,ABDA=7r-9.

根据余弦定理可得cos”JOz2M+CcDD2—AC2%x,os(,-。)=4D?+BD?-4B?(5-x)、7

2ADBD6(5-x)

•••cose+cos(万-6)=0,./+(5丁)三7二0,解得丫=竺,二的长度为止.

66(5-x)55

当加=0时,苏=|元,C,。重合,此时8的长度为0,

4_____O____1Q

当力=1时,PA=^PB,8,0重合,此时"=12,不合题意,舍去.故答案为:0或三.

3.设向量a与刃的夹角为9,a=(3,3),2b—a=(—1,1),贝(Icos6=

____3Vw

【答案】

10

解:设向量Z与1的夹角为。,且£=(3,3),23-』=(—1,1),二1=(1,2),

a-b93V10

则cos6=

面.历|-3逝.逐一

4.(2015高考数学江苏文理•第6题)已知向量。=(2,1),6=(1,-2),若〃w+〃〃=(9,一8)(m则

m-n的值为.

【答案】-3

解析:由题意得:2阳+〃=9,加一2〃=一8=m=2,〃=5,加一〃=一3.

且卜+解

5.(2016高考数学课标I卷理科•第13题)设向量a-(/w,l)>b=(1,2),+则

m-

【答案】m=-2【解析】由已知得:2+3=(加+1,3)

二B+<=>(/?2+1)2+32=/M2+12+12+22,解得加=—2.

题型四:平面向量中的平行与垂直

一、选择题

1.(2018年高考数学北京(理)•第6题)设3,B均为单位向量,贝广归―3耳=|31+囚”是的

()

A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件

C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件

【答案】C

解析:忸-3©=附+,等号两边分别平方得:a2-6a-b+9b2=9a2+6a-b+b2,因为12=片=1,

所以鼠3=°,与等价,故选c.

2.(2016高考数学山东理科•第8题)已知非零向量涌方满足4|比|=3|万|,cos<玩,万>=;.若

万,(历i+布),则实数f的值为()

99

A.4B.-4C.-D.——

44

【答案】B

【解析】由4M=3",可设同=3左,卜|=4左(左>0),又〃_L(,切+〃),所以

n-(tm+n)=n-tm+n-n=/|m|-|/7|cos<>+|/?|=fx3左*4左x;+(4左)?=4次?+16左?=0所以

/=一4,故选B.

二、填空题

1.(2014高考数学湖北理科•第11题)设向量2=(3,3),6=(1,-1),若0+萩)_L0—萩),则实数

A=.

【答案】±3

解析:由题意得幼)=0,即“2—乃。2=0,则/二产小.

C^+S2)2_18

一官一(心+(下尸□=±3.

2.(2018年高考数学课标III卷(理)•第13题)已知向量1=(1,2),3=(2,—2),c=(l,2),若工//(2%+今,

则/=.

【答案】--

2

解析:依题意可得2%+B=(2,4)+(2,—2)=(4,2),又"=(1,4),c//(2a+b)

所以4x4—2x1=0,解得4=工.

2

3.(2021年高考全国甲卷理科•第14题)已知向量£=(3,1)范=(1,0)1=£+左尻若则%

,公』,10

【答案】—

解析:•.•1=(3,1)石=(1,0),.•.5=1+攵5=(3+左,1),

=3(3+A:)+lxl=0,解得左=—g,

故答案为:----

3

题型五:平面向量的数量积与夹角问题

一、选择题

1.(2020年高考课标m卷理科•第6题)已知向量a,b满足Ia1=5,\h\=6,ab=-6,则cos(a,a+Z»)=

()

,31c19八*19

A.——B.——C.—D.—

35353535

【答案】D

解析:问=5,|B|=6,H=-6,.■.a-(a+B)=W+a-b-52-6-19.

,+耳=++2a-b+b=J25-2x6+36=7>

---+J919

因此,cos<a,a+6>=-A:一占=----=—.

F棉+H5x735

故选:D.

【点睛】本题考查平面向量夹角余弦值的计算,同时也考查了平面向量数量积的计算以及向量模的计算,

考查计算能力,属于中等题.

2.(2022年高考全国乙卷数学(理)•第3题)已知向量Z]满足内=1,历|=0,后一2否|=3,则=5=

()

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

【答案】C

解析:—2融=|开一4展3+4时,

又•.•回=l,|6|=V3,|a-26|=3,

•••9=1—4晨B+4X3=13-4NZ,

a-b=1故选:C.

3.(2019・全国n•理•第3题)已知刀=(2,3),%=(3,。,|元卜1,则在・豆亍=()

A.-3B.-2C.2D.3

【答案】C

【解析】•.•荔=(2,3),太=(3,。,.•.瑟=%-荔=(1,/_3),.」前|=’12+«_3)2=i,解得、=3,

即前=(1,0),则万•元=(2,3>(l,0)=2xl+3x0=2.

4.(2018年高考数学天津(理)•第8题)如图,在平面四边形Z3CZ)中,AB1BC,AD1CD,

NB4D=120°,AB=AD=\,若点£为边CO上的动点,则方♦砺的最小值为()

【答案】A

【基本解法1】连接4C,则易证明△N8C丝△4OC,所以NZMC=/84C=60。

所以BC=CD=百,设£>£=/[灰(0<丸<1),

则万屏=(而+码•回+函=(而+/1可•匹-反)

■•,-•,・•一•・2

=4DBC+ADC-BC-2(1-A)DC

=|Z5|•|5c|cos300+2|5c|•|sc|cos600-2(1-2)|DC|?

33(12211―•——21

=3A2--2+-=32--+—,当2=上时,4E4E取得最小值,最小值为

22416416

【基本解法1】连接4C,则易证明所以ND4C=NB4c=60。,

所以SC=CO=G,以。为坐标原点,所在方向为xj轴正方向

建立如图所示平面直角坐标系,过3作8尸,x轴于点R

则AF=ABcos60°=-,5F=4Bsin600=—,所以8

22

设。E=X(0<九<6),则4(1,0),E(0,2),

---------3T+T21

AE.BE=「1,孙

当丸=正时,荏•豆取得最小值,

最小值为321.

416

5.(2018年高考数学课标n卷(理),第4题)已知向量。,力满足=ab=—1,则“©〃-〃人

)

A.4B.3C.2D.0

【答案】B

解析:a-(2a-b)=2\a\1-ab=2+\=3,故选B.

6.(2014高考数学天津理科•第8题)已知菱形力8c。的边长为2,/历1。=120。,点瓦尸分别在边8。,。。上,

BE=ABC,DF=/.iDC.若万•/=1,而・#=-g,贝lj/l+〃

)

A-IB-ICID-H

【答案】C

解析:记CE=m,CF=〃,则在•箫=(就+怎)・(而+与)=%2-CA^CE-CA^CF+CECF

7225

=4-2WCOS600-2HCOS60°一一=4-m-n一一=4-(2-2/1)-(2-2〃)一一=1,所以2+〃=己.故选C.

3336

7.(2014高考数学上海理科•第16题)如图,四个棱长为1的正方体排成一个正四棱柱,是一条侧棱,

以1,2,…,8)是上底面上其余的八个点,则万・丽(i=l,2,…,8)的不同值的个数为().

A.1B.2C.4D.8

【答案】A

解析:而(z=1,2,…)在羽上的投影为|方|,所以君•而0=1,2,---)=|ZB|2=1,值只有一个.

8.(2014高考数学课标2理科•第3题)设向量a,b满足|a+b|=Ji6,|a-b|=C,则a-b=()

A.1B.2C.3D.5

【答案】A

rrrrr2r2rrrrrrr2r2rr

解析:因为|a+b|=(a+b)2=q+b+2a-h=10,\a-h\=(a-b)2-a+b-2a・b=6,

「2「2।।

两式相加得:a+b=8,所以。=故选A.

9.(2015高考数学四川理科•第7题)设四边形为平行四边形,司=6,□万卜4.若点满

足丽=3荻,丽=2灰,则而•丽=()

A.20B.15C.9D.6

【答案】C

解析:

_______3____________,___________1_____1_____

AM=AB+-AD,NM=CM-CN一一AD+-AB,所以

443

——1-------11——2-------2I

AM-NM=-(4AB+3AD)Q^(4AB-3AD)^—(16AB-9心)=“(16x36-9x16)=9,选C.

10.(2015高考数学陕西理科•第7题)对任意向量下列关系式中不恒成立的是()

A.\a-b\<\a\\b\B.|a-6|<||a|-1^||

C.(a+b)2=|a+6|2D.(a+byXa-b)=a-b

【答案】B

解析:因为"

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