2023-2024学年青海省西宁市高二年级下册开学摸底考试数学模拟试题A卷(含答案)_第1页
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文档简介

2023-2024学年青海省西宁市高二下册开学摸底考试数学

模拟试题A卷

一、单选题

1.已知/")=xe'+3sinx,则曲线y=f⑴在点(0"(0))处的切线方程为()

A.y=xB.y=3xC.y=2xD.y=4x

【正确答案】D

【分析】求出在点(0J(0))处的导数即为切线的斜率,直接写出切线方程即可.

【详解】因为/(x)=xe*+3sinx,所以f(0)=0,/'(x)=e*+xe*+3cosx,

所以切线的斜率左=f'(0)=l+3=4,

所以曲线>=f(x)在点(0J(0))处的切线方程为y=4x,

故选:D.

2.已知等比数列{4“}和等差数列也},“wN*,满足《=4=2,生>09=砥q-4=24,贝I]

%-期0=()

A.-2B.1C.4D.6

【正确答案】D

【分析】设等比数列{%}的公比和等差数列他,}的公差分别为4,”,列方程组求得4,”得通

项公式,从而可计算出结果.

【详解】设等比数列{叫的公比和等差数列也}的公差分别为4,”.

因为q=2,1>0,所以4>0.

由题意得2d=2+2d,

又24-(2+2")=24,解得g=2,d=3,

所以4=2"也=3"-1,

6

J5fr^a6-2felo=2-2x(3x10-1)=64-58=6,

故选:D.

3.已知棱长为1的正方体ABCO—ASCQ的上底面A/GR的中心为。1,则AO「AG的

值为()

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

【正确答案】D

【分析】建立空间直角坐标系,利用向量法计算出AC-

【详解】建立如图所示空间直角坐标系,

1,11c,(0,1,1),

政=[一器])的=(-1,1,1),

AQ.A£=[H,l)(-l,l,l)=g+g+l=2

故选:D

4.直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,点尸在圆(工一2丫+V=2上,贝

面积的取值范围是

A.[2,6]B.[4.8]C.[点,3点]D,[2及,3夜]

【正确答案】A

【详解】分析:先求出A,B两点坐标得到|AB|,再计算圆心到直线距离,得到点P到直线

距离范围,由面积公式计算即可

详解:直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点

A(-2,0),B(0,-2)JlJ|AB|=2&

点P在圆(X-2>+y2=2上

・•・圆心为(2,0),则圆心到直线距离4=2哭a=2&

故点P到直线x+y+2=0的距离出的范围为[夜,3夜]

则S-=』AB|&=^&e[2,6]

故答案选A.

点睛:本题主要考查直线与圆,考查了点到直线的距离公式,三角形的面积公式,属于中档

题.

5.已知双曲线C:—-y2=1,。为坐标原点,尸为C的右焦点,过户的直线与C的两条渐

3

近线的交点分别为M、M若,为直角三角形,则|MN|=

3I-

A.-B.3C.2GD.4

【正确答案】B

【详解】分析:首先根据双曲线的方程求得其渐近线的斜率,并求得其右焦点的坐标,从而

得至UNFON=30",根据直角三角形的条件,可以确定直线MN的倾斜角为60,或120”,根据

相关图形的对称性,得知两种情况求得的结果是相等的,从而设其倾斜角为601利用点斜

式写出直线的方程,之后分别与两条渐近线方程联立,求得M(3,6),N(|,-咚),利用两

点间距离公式求得|MN|的值.

详解:根据题意,可知其渐近线的斜率为土且,且右焦点为尸(2,0),

3

从而得到ZFON=30°,所以直线MN的倾斜角为60,或120。,

根据双曲线的对称性,设其倾斜角为60,

可以得出直线MN的方程为y=G(x-2),

分别与两条渐近线尸冬和),=-今联立,

求得M⑶百),2(|,-日),

所以|MV|=J(3-|)2+(O+*)2=3,故选B.

点睛:该题考查的是有关线段长度的问题,在解题的过程中,需要先确定哪两个点之间的距

离,再分析点是怎么来的,从而得到是直线的交点,这样需要先求直线的方程,利用双曲线

的方程,可以确定其渐近线方程,利用直角三角形的条件得到直线MN的斜率,结合过右焦

点的条件,利用点斜式方程写出直线的方程,之后联立求得对应点的坐标,之后应用两点间

距离公式求得结果.

6.在+展开式中』的系数为24,则实数”的值为()

A.1B.±1C.2D.+2

【正确答案】D

【分析】写出展开式通项,根据题意可得r=2,代入通项后可得出关于。的等式,即可求

【详解】+的展开式为北产弓,"""

由题意得/'=2,故/的系数为C'2=24,解得q=±2,

故选:D.

22

7.椭圆C:二+与=1(4>匕>0)的左顶点为4,点P,。均在C上,且关于y轴对称.若直

CTb~

线ARAQ的斜率之积为J,则C的离心率为()

4

A.BB.—C.;D.-

2223

【正确答案】A

v21

【分析】设「(3/),则Q(F,X),根据斜率公式结合题意可得=再根据

-x}~+a~4

M+¥=i,将x用玉表示,整理,再结合离心率公式即可得解.

a~b~

【详解】[方法一]:设而不求

设P(与,x),则Q(F,»)

则由如“。[得:如此广出.号=^

4

由%+去=],得城

-

a~2

所以TJ即

22a4

-xt+a4

所以椭圆C的离心率e*样邛,

故选A.

[方法二]:第三定义

设右端点为B,连接PB,由椭圆的对称性知:kPR=-kAQ

故&AP,^AQ=卜?公一心。=一^,

由椭圆第三定义得:kPA-kAQ=-^,

如从1

故靛北

所以椭圆C的离心率e,=、1X=3,故选A.

a\a2

8.已知定义在R上的偶函数/(x)满足/(x+3)=/(3-x),且当xe(0,3),f(x)=xex则下

面结论正确的是()

1919

A./(In3)</</(e)B./(e)</(ln3)</

1919

C.f</(e)</(In3)D./(In3)</(e)</

【正确答案】A

【分析】根据函数的奇偶性、单调性和周期性来求解即可.

【详解】由/(x+6)=/(3-x-3)=/(-x)=/(x),知/(x)是周期函数,且周期为6,

Ve>2,

Al<ln3<2,

/.I<ln3<2<—<e<3,

2

又f'(x)=(x+l)e",

易知f(x)在(0,3)内单调递增,

所以/(ln3)<J

故选:A.

二、多选题

9.已知向量“=(1,-1,⑼,。=(-2,帆-1,2),则下列结论中正确的是()

A.7/1a|=2»则m=+-^2

B.若a_L〃,贝!

C.不存在实数2,使得a=6

D.若a-b=—1,则a+Z>=(-1,-2,-2)

【正确答案】AC

【分析】由向量模、向量垂直、数量积的坐标表示求得相应的参数值,然后计算判断ABD,

利用共线向量定理判断C.

【详解】由|〃|=2得"12+(_])2+加2=2,解得机=±也,故A选项正确;

由〃_1_人得一2-"2+1+2%=0,解得〃7=1,故B选项错误;

若存在实数/,使得a=则1=一24,-1=A(/n-l),m=2A,显然义无解,

即不存在实数%使得4=兀如故C选项正确;

若a.b=-l,则一2-帆+1+2〃7=-1,解得机=0,于是°+分=(-1,-2,2),故D选项错误.

故选:AC.

10.设S,是数列{叫的前〃项和,«,=1,an+,+S„S„+l=O,则下列说法正确的有()

A.数列{4}的前”项和为S"=L

n

B.数列为递增数列

,flJ

C.数列{4}的通项公式为a“=一市%

D.数列{6}的最大项为%

【正确答案】ABD

I1,1I,11

【分析】由已知数列递推式可得^——不=1,结合R=—=1,得数列丁为以1为首项,

\+1S.Hax5„

以1为公差的等差数列,求出其通项公式,可得S“,结合%=S“-S,i求数列{〃”}的通项公

式,然后逐一核对四个选项得答案.

【详解】解:由3S„Sn+l=0,得S„+l-S„=-S„5“…

111

又下=一=1f,..•数列丁为以1为首项,以1为公差的等差数列,

54[3〃,

则]=l+5T)xl=〃,可得S.=L,故AB正确;

当九.2时,4=S〃-=1一一彳=〃J:=--1彳,

nn-\n(n-l)n(n-i)

1,/?=1

1。,二数列{6}的最大项为4,故C错误,O正确.

-------,n..z

n(n-l)

故选:ABD.

11.已知/(x)=e'-2x2有且仅有两个极值点,分别为巧,A2a<9),则下列不等式中正

确的有(参考数据In2a0.6931,ln3»l.O986)()

A11nH

A.X,H-XJ<—B.+x,>—

c./(%,)+/(^)<0D./(占)+/(%2)>0

【正确答案】AD

【分析】f(x)=e、-2F有且仅有两个极值点,则/(x)=e-4x有两个变号零点,对于AB,

利用零点存在性定理可分别得演,々范围,可判断选项正误;对于CD,结合AB选项分析,

“X)在(O,xJ上单调递增,可得〃引>/(0)>1,由八21n3)=9-81n3>0,可得2<%<21n3,

后可得f(%)=4三-2考>-1.

【详解】对于AB选项,由题意得了'(x)=e,-4x有两个变号零点,

令h(x)=f(x)=eA-4x,则力'(x)=e"-4,

得〃(x)=r(x)在(vUn4)上单调递减,在(In4,4w)上单调递增,

则/?(x)=h(in4)=尸(in4)=4-4In4=4-8In2<0.

又卜;<In4,=/(;)=£—2<0,则;<不<;,

an

注意到ln4<2<=八2)=e2-8<0,->In9=2In3«2.1972,

44

r^=e^-9>e'"9-9=0,从而2<三<\,所以故A正确,B错误;

对于CD选项,由AB选项分析可知,当XG(O,大)时,/^x)>0,得/(x)在(O,xJ上单调

递增,

又〃0)=1,则〃玉)>/(0)=1,

因r(21n3)=9-81n3>0,2In3>In4,结合AB选项分析可知2<々<21n3,

因为了'(毛)=/2-4七=0,所以/«)=4%-2年,

设85)=4戈-2/,得g(x)在(l,+oo)上单调递减,

则g(?)>g(21n3),又21n3<2.2,

则/(马)=g(X2)>g(2ln3)>g(2.2)=-O.88>-l,所以/(%)+〃£)>0,故D正确.

故选:AD.

关键点点睛:本题涉及用导数及零点存在性定理研究函数的极值点,为双变量问题,难度较

大.对于本题选项的判断,由整体角度去解决较难得到与选项相符的数值,故分别去求

X],X2,.f(迎)的范围.

12.已知抛物线E:V=4x的焦点为尸,准线为/,过尸的直线与E交于4,8两点,分别

过A,B作/的垂线,垂足为C,D,且4F=3BF,M为A5中点,则下列结论正确的是()

A.ZCFD=90°B.△CMD为等腰直角三角形

C.直线的斜率为土百D.二AOB的面积为4

【正确答案】AC

【分析】对于A、B,结合抛物线定义可得;

对于C、D,由直线与抛物线联立结合韦达定理及三角形面积公式可得.

【详解】如图,过点M向准线/作垂线,垂足为N,设8(/,%).

对于A,因为AF=AC,所以/AFC=NACF,又因为/OFC=NACF,

所以/OFC=/A尸C,所以FC平分NOE4,同理可知FD平分NOFB,所以/CF£>=90。,

故A正确;

对于B,假设ACM。为等腰直角三角形,则/CFD=/CMO=90。,

则C,D,F,M四点共圆且圆的半径为:CD=MN,又因为AF=3B凡

所以AB=AF+BF=AC+BO=2MN=4BF,所以MN=2BF,

所以CO=2MN=48凡所以CO=A8,显然不成立,故B错误:

)4”,所以/-4/ny-4=0,

对于C,设直线AB的方程为彳=殂+1,联立,

x=my+1

y.+%=4m-2y2=4/n

所以12,,又因为AF=3BF,所以凹=-3丫2,所以

%%=-4一3y;=-4

所以,所以)±5所以直线他的斜率为土折故c正确;

,,_±/3

对于D,不妨取"7=1,则<8G

3,所以|乂一%|=

3

%%=-4

考=皑故D错误.

三、填空题

13.北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称

为天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的

第一环比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,均为9

环,则三层共有扇面形石板(不含天心石)数量是.

【正确答案】3402

【分析】把各环石板数用数列{。,,}表示,上层第一环石板数记为4,可得三层共27项,数

列是等差数列,公差和首项都是9,求得其前27项和即得.

【详解】从上层第一环石板数记为4,向外向下石板数依次记为他",此数列是等差数列,

公差为4=9,首项4=9,三层共27项.

所以和为§27=27x9+27;6〉9=3402.

故3402.

14.“五一”小长假快到了,某单位安排甲、乙、丙、丁四人于5月1日至5月4日值班,

一人一天,甲的值班只能安排在5月1日或5月4日且甲、乙的值班日期不能相邻的排法

有种.

【正确答案】8

【分析】根据甲有特殊要求,所以通过分类讨论先安排甲,由甲乙不相邻再安排乙,再安排

剩余两人即可.

【详解】若甲在5月1日值班,则乙只能在,5月3日或5月4日两天值班一天,剩余两人

任意安排

此时有C;A;=4

若甲在5月4日值班,则乙只能在5月1日或5月4日值班一天

此时有C;A;=4

贝(J共有4+4=8种排法

故答案为8

本题主要考查排列组合的应用,注意特殊元素优先安排,属于基础题.

15.已知函数/(x)=e*-alnx的极小值为“,则。的值为.

【正确答案】e

【分析】求函数导数,分类求函数的单调区间求出函数极小值,根据极小值为4求解.

【详解】尸(》)=,-2,

若。40,则当xe((),”)时,/^)>0,“X)单调递增,

此时“X)不存在极值,不符合题意,

所以”>0,易知/'(X)在(0,+8)上单调递增,且当X-0+时,—,

当X-+8时,所以存在唯一的不€(0,用),使得了‘(/)=().

当xe((),x°)时,r(x)<0,〃x)单调递减;

当XG小,内)时,第x)>0,/(x)单调递增.

所以/'(X)的极小值〃/)=e-w-。In毛=a,

,丛a

因为*=一,

所以q-"In%=a,即---Inx0=1,

设g(x)=g-lnx,因为g,(x)=_(_g<0,

所以g(x)在(0,+8)上单调递减,又g⑴=1,

所以%=1,从而a=/e"=e.

故e

16.在棱长为2的正方体ABCD-4/8/G。/中,E,尸分别为棱A4/,88/的中点,G为棱48/

上的一点,且A/G=/l(0</l<2),则点G到平面O/EF的距离为.

【正确答案】迈

5

【分析】先证明A/B/〃平面力/ER进而将问题转化为求点4/到平面O/E尸的距离,然后建

立空间直角坐标系,通过空间向量的运算求得答案.

【详解】由题意得A/B/〃EF,A/B/U平面Q/EF,EFu平面。/EF,所以A/B/〃平面Q/ER

则点G到平面DtEF的距离等于点4到平面DtEF的距离.

以。为坐标原点,DA,DC,。。/所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系D-xyz,

则£)/(0,0,2),£(2,0,1),F(2,2,1),4⑵0,2),所以曲=(2,0,-1),第=(2,2,-1),

A^=(o,o,-i).

-n-D.E=0[2x-z=0

设平面O/EF的法向量为〃=(x,y,z),则八=>0—八

''(nO1F=0[2x+2y-z=0

令k1,贝!|.y=0,z=2,

所以平面。/£尸的一个法向量;=(1,0,2).

点A/到平面DiEF的距离d=空土=二^=地,即点G到平面DiEF的距离为挛.

|〃|555

故答案为.平

四、解答题

17.已知等比数列料,}的前”项和为5“,且2a=

(1)求。〃与5“;

2/7,—1

(2)记友=——,求数列也}的前〃项和人

%

【正确答案】(1)4=2"-',S„=2--l;(2)T“=6-誓.

【分析】(1)利用4,=,-5,1可得数列的递推式,得其为等比数列,易得通项公式、求和;

(2)由(1)得口,用错位相减法求和.

【详解】(1)由2%/=1,得5,=2a“-1,

当〃=1时,a,=S,=2at-l,得4=1;

当〃22时,4=S,-S,T=(2a“-1)-(2%-1),得a“=2a“_|,

所以数列{%}是以1为首项,2为公比的等比数列,

所以a“=2"T.

所以S“=2a,,-1=2T.

2〃一1

(2)由(1)可得2=9丁,

则刀,=;+|+/+L+^r^=lxl+3x;+5x*+L+(2n-l)-,

=lxg+3x*+5x*++(2«-1)~,

两式相减得[=1+2(;+*+最'+L+击)-(2"-1)9,

所以Z,=2+4(g+g+/+L+白)-(2"-1).击

c,22"八八1,2〃+3

=2+4-^^--(2"-1)•尸=6--

1--

2

(1)错位相减法适用于数列是由一个等差数列{%}和一个等比数列{〃}对应项的乘积构成

的数列的求和,求解的方法是等式两边乘等比数列的公比再错位相减,错位相减后

化归为一个等比数列的求和;

(2)用错位相减法求和时,应注意两点:一是要善于识别题目类型,特别是等比数列公比

为负数的情形;二是在写出“5“”与“染“”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便下

一步准确写出“S,,-染“”的表达式.

18.如图,已知48co和CDEF都是直角梯形,AB//DC,DC//EF,AB=5,DC=3,

EF=l,ZBAD=ZCDE=a)°,二面角F-OC-8的平面角为60°.设M,N分别为AE,8c

的中点.

EF

(1)证明:FNLAD;

(2)求直线BM与平面AOE所成角的正弦值.

【正确答案】(1)证明见解析;

⑵等•

【分析】(D过点E、。分别做直线。C、48的垂线EG、£归并分别交于点G、H,由

平面知识易得FC=8C,再根据二面角的定义可知,NBCF=60,由此可知,FNA.BC,

FNLCD,从而可证得RV_L平面A3CD,即得/WLAO;

(2)由(1)可知FN_L平面ABCD,过点N做AB平行线NK,所以可以以点N为原点,NK,

NB、NF所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系N-型,求出平面AOE的

一个法向量,以及的W,即可利用线面角的向量公式解出.

【详解】(1)过点E、。分别做直线。C、A8的垂线EG、并分别交于点G、H.

•••四边形ABCD和EFCO都是直角梯形,AB//DC,CD//EF,AB=5,DC=3,EF=1,

ABAD=ZCDE=60°,由平面几何知识易知,

DG=AH=2,2EFC=NDCF=NDCB=ZABC=90°,则四边形EFCG和四边形DCBH是矩

形,.•.在Rt-EGD和EG=DH=26,

VDCLCF,DCVCB,且C/cC8=C,

,DC,平面BCF/BCF是二面角尸―QC-3的平面角,则ZBCF=60,

...△5b是正三角形,由。Cu平面ABC。,得平面A3CD工平面8b,

:N是BC的中点,/WJL8C,又。CJ•平面Bb,/Wu平面BCF,可得FNLCD,

而BCcCD=C,,FNJ•平面ABC。,而ADu平面A88..FN_LAr).

(2)因为FNL平面A5CO,过点N做A8平行线NK,所以以点N为原点,NK,M3、

NF所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系N-盯z,

设A(5,石,0),8(0,6,0),D(3,-G,O),E(1,O,3),则M3,331

V'27

:.BM=3,--,-MD=(-2,-2^3,0),DE=(-2,73,3)

22

设平面ADE的法向量为n=(x,y,z)

n-AD=0-2x-2y/3y=0

由,,z得ri<取“=(x/3,-l,>/3),

n-DE^O-2x+Gy+3z=0

设直线BM与平面ADE所成角为凡

22

19.已知耳,鸟分别是椭圆C:「+《=im>%>0)的左、右焦点,4是C的右顶点,

ab~

h用=2-6,P是椭圆C上一点,M,N分别为线段尸耳,PF?的中点,O是坐标原点,四边

形OMPN的周长为4.

(1)求椭圆C的标准方程

(2)若不过点A的直线/与椭圆C交于。,E两点,且A0-AE=O,判断直线/是否过定点,

若过定点,求出定点坐标;若不过定点,请说明理由.

【正确答案】(1)标准方程为二+丁=1.

4

⑵直线/过定点(1,0

【分析】(1)由三角形的中位线性质可得四边形OMPN的周长即为2a,椭圆的右顶点到右

焦点的距离为a—c,从=a?-c2联立即可得椭圆方程;

(2)分类讨论斜率存在与斜率不存在,当斜率存在时设出直线方程),=辰+机,联立直线与

椭圆方程,由韦达定理可得芭+々,再%,再由A»AE=O可得无与切的关系式,将其代入直

线方程可得定点,当斜率不存在时,代入计算即可.

【详解】(1)M,N分别为线段尸耳,尸工的中点,。是坐标原点,

QM|=|PN|=g|户用,|ON|=||=;|?用,

••・四边形OMPN的周长为|PM|+|QM|+|PN|+|CW|=|尸用+归用=2a=4,

.♦.。二2,

/.|AF2\=a—C=2—C=2—5/3,.*.c=5A,

b=\la2—c2=Ji2-(Gy=1»

2

椭圆c的标准方程为—+/=1.

4-

(2)设£>(%,%),E(%,%),

当直线/的斜率存在时,设直线/的方程为丫=履+机,

2

代入.+>2=1,整理得(1+4用/+8输+4/-4=0,

则△=(8痴)2—4(1+4用(4/一4)>0,

8km4m2-4

易知42,0),

UUUUUU

XX

ADAE=(xl-2,.yI)(x2-2,^2)=(1-2)(2-2)+y1y2

=(3-2)(/―2)+(3+m)(您+加)=(1+22居%2+(A/n-2)(j^+x»)+m2+4

1+公乂4疗一4)

1+4-

化简得12公+16km+5凹2=0,

...m=一42或m=一2攵(舍去),

二直线/的方程为y=fct-1左,即…卜司,直线/过定点停。

当直线I的斜率不存在时,设/:X=«-2<r<2),

代入手+/=1,解得y=±j—

由A。•AE=0得A。_LA石,

/.|2-/1=J1-—,解得,=目或,=2(舍去),

V45

此时直线/过点(,0).

综上,直线/过定点(豹).

求解直线或曲线过定点问题的基本思路

(1)把直线或曲线方程中的变量X,y当作常数看待,把方程一端化为零,既然是过定点,那

么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的系数就要全部等于零,这样就得到一个关于

x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.

(2)由直线方程确定其过定点时­,若得到了直线方程的点斜式y-yo=Kx-xo),则直线必过定

点(xo,曲;若得到了直线方程的斜截式y=fcr+,",则直线必过定点(0,m).

20.已知函数/(x)=odnx+eX-l.

(1)若/(x)在定义域内单调递增,求。的取值范围;

⑵当〃>0时,若存在唯一零点引,极值点为々,证明.2%<不

【正确答案】(1)[Y,0]

(2)证明见解析

【分析】(1)/(x)f/'(x)组出型。尸(力20拆州即单>a的取值范围

小(士1(e+a1A

(2)由(1)Tr(x)3U/”(x)的单调性小卜。《口〈。、存在”e。,-,使得

>\eJ

r(x2)=O,/("的单调性迎<。外)>。》存在西£(孙1),使得“xJ=Of要证2々",

2v

即证/(2X2)</(%)=0,即证2%加2x2+e-l<0=。->

In2X则埼皿料))e*-eT「ln2%

只需证明2即可得到2%2<X1.

1+Inx2证明“<x+l"e(o1I2X21+InX2

【详解】(D解:由题意,函数/(x)=adnx+e、-l,可得祀(x)=a(l+lnx)+e",

因为/(x)在定义域内单调递增,因此r(x)zo恒成立.

当4>0时,fe+'^<-e+e=O,不满足题意.

当。=0时,r(x)=e,>0,满足题意.

当a<0时,/'(x)20即a(l+lnx)+e*20,得1^^4一^,

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