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文档简介
山东省济宁市2024届高三上学期质量检测数学试题
学校:姓名:班级:考号:
一、单选题
1.已知复数Z满足z(l+i)-l+2i=0,则在复平面内Z对应的点位于()
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
2.已知集合&=卜€M尤2-3尤<。},集合3={引丫=1082尤,尤右4},则A-8=()
A.{1}B.{2}C.{0,1}D.0
3.“。=1”是“直线4:分-y+l=。与直线a”+。\-1=0垂直”的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
22
4.已知椭圆石:=+2=1(。>>>0)的左、右焦点分别为耳、B,点P为椭圆E上位于
ab
第一象限内的一点,若|尸耳|=3|尸阊,|OP|=|O阊(。为坐标原点),则椭圆E的离心
率为()
A立B.正C.—D.巫
4424
5.如图,已知圆锥SO的母线长为2面,A8是底面圆。的直径,且AB=4,点C是弧
AB的中点,D是&4的中点,则异面直线SO与8所成角的大小为()
6.定义在R上的函数y=/(x)和y=g(x)的图象关于y轴对称,且函数>=/(无-1)+2是
奇函数,则函数”=g(x)图象的对称中心为()
A.(1,2)B.(T2)C.(1,-2)D.(-1,-2)
7.若tan]tz+3=_2,则sine。-sin2a)_
()
I4Jcosa-sina
6336
A.-B.-C.--D.——
5555
8.已知正三棱锥尸-ABC的底面边长为2&,E为棱尸8的中点,若R4LCE,则三棱
锥P-ACE的外接球的表面积是()
9兀817c
A.B.9兀C.D.367r
~24
二、多选题
9.下列命题中正确的是()
A.若ac?>be?,则
B.若且c>d,贝!Ja—c>b—d
C.若a>0,b>0,且a+%=l,则』+1的最小值为3+2及
ab
9
D.若Q>0,则4〃+—^的最小值为4
10.已知函数/(兀)=5皿8+0)3>0,0〈0〈九)的最小正周期为兀,且函数/(%)的图象
JT
关于直线犬=-二对称,则下列说法正确的是()
A.函数〃x)的图象关于点[g,。]对称
B.函数Ax)在区间(0,内单调递减
C.函数/(x)在区间鼻内有恰有两个零点
7T
D.函数fM的图象向右平移不个单位长度可以得到函数g(x)=cos2x的图象
12
11.已知数列{4}的前"项和为S“,且满足4=1,%。3=2","=丁」一,数列他•%}
log?a2n
的前”项和为7;,则下列说法正确的是()
A.%“y=2"TB.%=2向
1012
C.S2024=3.2-3D.7],<1
2
12.已知双曲线E:x2-《=1的左、右焦点分别为1、工,过左焦点1的直线与双曲线
E的左支相交于A,B两点(A在第二象限),点C与8关于坐标原点对称,点M的坐标
为(0,2石),则下列结论正确的是()
A.记直线AB、AC的斜率分别为4、k2,则《北=g
B.若C4.%=0,则SAC期=3
C.|MC|+|C周的最小值为6
D.箭・钻的取值范围是卜:,+8
三、填空题
试卷第2页,共4页
13.已知指数函数y=/(x)的图象经过点(3,27),贝U/(21og32)=.
14.已知平面向量。,方满足同=1,6=(1,2),al(a-2b),则向量a,万夹角的余弦值
为.
15.已知圆O:尤2+/=4,过点P(3,l)作两条与圆。相切的直线,切点分别为A8,则
四卜■
16.若函数/(无)=/+"恰有两个不同的零点,则实数。的取值范围
是.
四、解答题
17.在.ABC中,角ABC的对边分别为已知6cosc+ccosB+―-—=0.
2cosA
⑴求角A的大小;
(2)若5ABe=百,求。的最小值.
18.已知数列{见}为公差大于0的等差数列,其前”项和为5",工=15,a2-a4=S.
(1)求数列{q}的通项公式;
⑵设bn=2%•cos竽,求数列也}的前100项和Tm.
19.如图,已知三棱柱ABC-44G各棱长均为2,2E分别是线段AC,AA的中点,
AO_L平面A3C.
⑴求证:平面A2G,平面比应;
⑵求平面BXBD与平面BDE夹角的大小.
2兀
20.如图,点P是圆心角为可,半径为1的扇形圆弧48上的一动点(与A,8不重合),
C在线段03上且C尸〃。4,记/PQ4=6,线段。C,CP及圆弧"的长度之和为了(。).
OA
⑴求函数/(。)关于。的解析式;
⑵求。为何值时,函数了2)取得最大值.
21.已知抛物线C:V=2py(p>0)的焦点到C的准线的距离为1.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若经过定点。(0,4)的直线/与抛物线C交于AB两点,M为弦的中点,过M作与
x轴垂直的直线与抛物线C交于点N,当ANJ.3N时,求直线/的方程.
14-InY
22.已知函数/(尤)=-----.
x
(1)求函数Ax)的单调区间;
"_"e'"
⑵若实数也"满足加<〃<0,证明:—me——>1;
e加—e〃
4e*—2
(3)证明:当x>0时,/(尤)<”『.
试卷第4页,共4页
参考答案:
1.c
【分析】利用复数乘法、除法运算即可求解.
l-2i(l-2i)(l-i)-l-3i13.
【详解】由z(l+i)-l+2i=o,------=----------------=---------=---------]
1+i(l+i)(l-i)222
则复平面内Z对应的点位于第三象限.
故选:C
2.A
【分析】根据二次不等式以及对数函数求集合A8,进而求交集.
[详解]由题意可得:A={%eN|x2-3x<0}={xeN|0<x<3}={l,2},
B={y|y=log2X,xeA}={0,1},
所以Ac3={l}.
故选:A.
3.A
【分析】根据两直线垂直的性质求出。,再结合充分条件和必要条件的定义即可得出答案.
【详解】因为直线4:以-》+1=0与直线4:x+a2y-1=0垂直,
所以a—6=0,解得a=0或1,
所以“a=l”是“直线4:依-y+l=0与直线4:x+/y_l=o垂直”的充分不必要条件.
故选:A.
4.D
【分析】由题意画出图形,可得△尸与月为直角三角形,由已知结合椭圆的定义求解I咫I与
IP瑞I的值,再由勾股定理求解.
【详解】如图,
由|。尸|=|。耳lOEHOgl,可得耳居为直角三角形,
答案第1页,共16页
1^1=31^7^1,且|PFJ+|PEJ=2a,
解得|呷弯,\PF2\=^,
乙L
再由勾股定理可得:(yj+(jj=4c2
得巨=W,-e,=^
a216"a4
故选:D.
5.B
【分析】以点0为坐标原点,OC、OB、OS所在直线分别为X、丁、z轴建立空间直角坐
标系,利用空间向量法可求得异面直线S。与CD所成角的大小.
【详解】因为AB是底面圆。的直径,且A5=4,点C是弧AB的中点,则OCLAB,5。_1平
面ABC,
以点0为坐标原点,OC、OB、OS所在直线分别为X、,、z轴建立如下图所示的空间直
角坐标系,
因为SA=2而,SOJ■平面ABC,ABu平面ABC,贝l|SO_LAB,
所以,5。=眉2-4。2=,24-22=2石,
所以,C(2,0,0)、5(0,0,20)、D(O,-1,75),
则OS=(0,0,26),CZ)=(-2,-1,75),
OSCD10V2
则cos(05,8)=
os|.|cr)2y/5xy/10~2
因为0«OS,CD)W兀,则
故异面直线S。与8所成角%.
故选:B.
答案第2页,共16页
6.C
【分析】根据题意,得到函数y=/(x)的图象关于点T-2)对称,结合y=与y=g(x)
的图象关于y轴对称,即可得到>=g(X)图象的对称中心.
【详解】由函数y=/(x_l)+2为奇函数,可得/(-x_l)+2=_/(x_l)_2,
令f=x-i,可得"t)+"_2T)=-4,
所以函数y="X)的图象关于点(-L-2)对称,
又因为y=〃x)与y=g(x)的图象关于y轴对称,
所以函数y=g(x)图象的对称中心为(1,-2).
故选:C.
7.C
【分析】求出tanc的值,利用二倍角的正弦公式、弦化切可求得所求代数式的值.
(\tan。+tan一,
【详解】因为tana+?卜----------L:na7,解得tana=3,
I4J1«+兀l—tana
v7l-tan6ztan—
4
sincr(1-sin2cr)sincr^sin2or+cos2cr-2sincrcos«)
所以,
cosa—sinacosa-sina
sina(cosa—sinOL^sinacosa—sin2a
=sinacosa—sin2a=
cosa—sinccos2cir+sin2a
tan6z-tan2a_3-9_3
1+tan2a1+95
故选:C.
8.B
【分析】推导出尸A,平面依C,可得出出、PB、尸。两两相互垂直,将三棱锥P-ACE补
成长方体PCQE-AAQF,可求出三棱锥尸-ACE的外接球直径,结合球体表面积公式可求
得结果.
【详解】取线段5C的中点连接4以、PM,如下图所示:
答案第3页,共16页
因为三棱锥P-ABC为正三棱锥,则P3=PC,ABC为等边三角形,
因为M为3C的中点,则PM/3C,AM±BC,
因为PMAM=M,PM、Wu平面2M,所以,平面
因为%u平面R4M,则5C1R4,
因为E4LCE,BCCE=C,BC、CEu平面P3C,则R4_L平面PBC,
因为依、PCu平面P3C,则Z4_LPB,PAIPC,
因为三棱锥P-ABC为正三棱锥,则P3_LPC,
所以,PA.PB、PC两两相互垂直,
将三棱锥P-ACE补成长方体PCDE-4VQb,
则三棱锥尸-ACE的外接球直径即为长方体PCDE-ANQF的外接球直径,
故三棱锥P-ACE的外接球直径为2R=+PC2+PE2=,4+4+1=3,
因此,三棱锥P-ACE的外接球的表面积为S=4成2=兀乂0尺丫="3?=9兀.
故选:B.
9.AC
【分析】对于A:根据不等式的性质分析判断;对于B:举反例说明即可;对于C:根据“1”
的转化结合基本不等式运算求解;对于D:利用基本不等式运算求解,注意等号成立的条件.
答案第4页,共16页
【详解】对于选项A:若砒2>尻2,可知,>0,可得a>b,故A正确;
对于选项B:例如Q=c=l]=d=。,贝!]a—c=b—d=0,故B错误;
对于选项C:若。>0,b>0,且a+2Z?=l,
11/>.f11]-2ba_八2ba__n-
则nil——i——=(a+2〃)—i—=3-1------1——23+2J-------=3+2J2,
abb)ab\ab
当且仅当至=?,即°=后=五-1时,等号成立,
ab
所以'+g的最小值为3+2正,故C正确;
ab
ooIo-
对于选项D:若Q>0,贝!J4Q+——=4(〃+2)+--------8>2J4(«+2)x---------8=4,
a+2'7a+2V')a+2
Q1
当且仅当4(〃+2)=旨,即〃=/时,等号成立,
1Q
显然:不成立,所以4〃+—的最小值不为4,故D错误;
2a+2
故选:AC.
10.ABD
【分析】结合题意求出解析式,结合图像性质逐项判断即可
[详解】函数/。)=sin(0x+0)3>0,。v。〈瓦)的最小正周期为兀,
2兀
则一=兀,得。=2,则/(%)=sin(2%+。),
CD
又函数/(%)的图象关于直线九q对称,
JTITTT7T
贝If(-----)=sin(------F^?)=±l,则——+(p=—+kit,kGZ,
12662
2兀,27i
^(p=—+hi,keZf又0<°<兀,贝|夕=不,
27r
故/(%)=sin(2x+—),
.、[/27ct_r/2兀、./\2兀271._c
A,当x—时,f(―^―)—sin(2,——I——)—sin2兀—0,
则函数/(X)的图象关于点对称,A正确;
f„5兀KAn_2兀2兀3兀
B,贝口冗+三€
12T5T
函数产sinx在(g7153几)单调递减,则函数F(x)在区间(0,哥内单调递减,B正确;
22
27r2兀
C,由/(x)=sin(2%+-^)=0,贝U2x+-^~=fai,左EZ,
即1=一q+如次£Z,又XG
32
答案第5页,共16页
TT
X=~,则有1个零点,C错误;
6
D,函数〃尤)的图象向右平移2个单位长度,
12
jrjr27r
则f'x~12)=sin[2(x--)+—]=sin(2x+-)=cos2x=g(x),
D正确;
故选:ABD
11.ACD
【分析】推导出数列{%“7}、{电“}均为等比数列,确定这两个数列的首项和公比,结合等
比数列的通项公式可判断AB选项;利用等比数列的求和公式可判断C选项;利用裂项相消
法可判断D选项.
【详解】因为数列{“,}的前”项和为S“,且满足弓=1,%。用=2",
当加=1时,贝!J=〃2=2,
对任意的〃£N*,由a/〃+i=2"可得%+1々〃+2=2"+i,
上述两个等式相除可得吐=2,
an
所以,数列{为-}成以4=1为首项,公比为2的等比数列,则%1T=1X2"T=2"T,
数列{%“}成以外=2为首项,公比为2的等比数列,贝丘Z“=2X2"T=2",A对B错;
32八
+%=2'i+2"=3・,则
3・2'T一,
所以,数列是等比数列,且其首项为4+%=3,公比为2,
对;
所以,§23=NT)=3.2ioi2_3,c
1-2
111,,111
6=一,所以,纳+i
nn(n+1)nn+1
log2a2lllog,2"
11
所以,T=1_1+1_1++=1-D对.
n2334nn+1
故选:ACD.
12.BD
【分析】对A,结合斜率公式及点差法即可求解;对B,根据垂直于对称性得以c郎=S*,
计算即可;对C,结合双曲线定义得附。+|峥|=幽。|+|。可+2,当M,C,修三点共线
时取得最小值,求出%,结合总的范围即可判断;D结合数量积的坐标运算及乙的范围即
答案第6页,共16页
可求解.
【详解】若直线与渐近线平行时,
根据对称性不妨取直线方程为y=6(x+2),
y=V3(x+2)
联立,y2,得x=
x2-2-=l4
[3
设B(x,,y2),C(一盯一力),
由于A,B两点均在双曲线的左支上,所以4<一:,xs<,%>:,
对于A:设A&,x),3(%,%),C(-x2,-y2),
22
则,92=n二"五匹=之二冬
—X?Xj+%2再一%
上1
3所以为2一92=|(^,2-^2),
A8均在双曲线上,••・
y22T
3
所以,k、K=3,A错误.
对于B:由C4•班=0知,CFXYBFX,
由对称性得,CF^CF,,则四边形CFtBF2为矩形,则&啊=S*,
设|C耳|=石,您|=5NFd,则在.耳(工中,
由余弦定理得片+4-2代cose=(2c)2,
即化_々J+2qq_2八4cos3=4c2,
即4°2+(1—cos6)=4c之,
2(/-c)2b2
4&=---------=-------'
1—cos。1-cos^
c・ee
1n2sm—cos—2
=rr22b
贝”SFCF~iising=b——=b-----22
121-cos^,.2。~O'
"222sin—tan—
22
Q_o_b23
则——0~—B正确;
tan—tan—
24
对于c:|MC|+|咋|=|MC|+|c&|+2,
答案第7页,共16页
当M,C,乙三点共线时,|Mq+|M用=|MC|+|CE|+2=6,
/=一5则直线%.一国+2总
y=-y/3x+2^/3
解得%=:,与矛盾,故C错误;
联立
3
22
对于D:A6.A8=(x1+2,y1)-(xl-2,^1)=x1+371-4,
又靖=3(%:—1),所以,然.9=4%2_7
结合,4<-:得,/百以用的取值范围是1-2,+s],故D正确.
故选:BD
13.4
【分析】利用待定系数法求出指数函数解析式,代入运算求得〃21og32)的值.
【详解】由题意设〃x)=屋,。>0且。句,图象经过点(3,27),
则27=/,解得0=3,
所以〃x)=3"
210g32
.-./(21og32)=3=3'4=4.
故答案为:4.
【分析】由向量垂直及向量数量积的运算律求夹角余弦值.
【详解】由题设a•(a-2B)=。一2ad=1-2百cos(a,b)=0,
所以cos(a,b)=-
\/10
答案第8页,共16页
故答案为:昱
10
15.凶1/3巫
55
【分析】应用等面积法有SA0BP=2x;|OA|-|PA|=g|A5|・|OP|,结合两点距离公式、切线
长求法求切点弦长.
【详解】如下图,SAOBP=SPAO+SPBO=2X^\OA\-\PA\,又%BP=,AB|・|OP|,
由|。尸=,32+12=M,IPA|=7l(9P|2-|OA|2=V10-4=76,
所以q|AB|=2A/6=>|AB\=^^-.
故答案为:勺医
16.{〃|々>0或〃=-j
XX
【分析】根据因式分解可得x=a或-。=:,构造函数g(x)=-,利用导数求解函数的单调
ee
性,即可结合函数图象求解.
【详解】/(x)=X2+ov(e"—l^—a2ex=(%—a乂元+ae")
Y
令/(%)=0,则%=Q或—Q,=—
ex
X1—Y1—X
记8。)==,贝ljg'(x)=-令g'(x)=-r>0,则x<l,
eee
...g(x)在上单调递增;在(1,4w)上单调递减
・•・g(x)最大值为g⑴=:,且当x<0时,g(x)<0,而当x>0时,g(x)>0,
故g(x)=—的大致图象如下:
e
答案第9页,共16页
当。=0时,/(九)只有一个零点,%=0,显然不合题意
X
要使/⑴恰好有两个零点,则方程-0=三只有一个实根,另一个零点为X=a.
e
所以—a<0或—a——,故。=—或。>0,
ee
故。的取值范围为:(。,+00)
17.⑴4=g
(2)2A/3.
【分析】(1)根据正弦定理边角互化可得cosA=-3,进而可求解,
(2)根据面积公式以及余弦定理,结合基本不等式即可求解.
【详解】(1)6cosc+ccosB+—-—=0
2cosA
sin/A
由正弦定理得:sinBcosC+sinCeosB+--------=0
2cosA
.sinA.,sinA八
sin(B+C)+---------=sinA+----------=0,
2cosA2cosA
又.sinA>0,/.cosA=—,
2
Ae(0,7t),
4=磔
3
(2)S^ABC=-bcsinA=-bc^=6,bc=4f
222
由余弦定理得:a2=〃+/—2bccosA=b2+c2+bc>3bc=12,
当且仅当b=c=2时等号成立,
/.a>273,即〃的最小值为2A/L
18.(1)。“=〃
答案第10页,共16页
2102-4
⑵
5
【分析】(1)设等差数列{%}的公差为d,根据题意,列出方程求得q,d的值,即可求解;
(2)由(1)得Z?=2册—06空^=2〃・cos如■,分别求得〃=4左+1,n=4k+2f〃=4Z+3和
22
力=4(左+1)时,勿的取值,结合等比数列的求和公式,即可求解.
【详解】(1)解:设等差数列{4}的公差为“(”>0),
5a}+10J=157:或6Zj—5
因为§5=15,〃2,。4=8,可得(,Q,解得(舍去),
(4+〃V)(q+3a)=Xd=—1
所以q=%+(〃-1)"=1+5—1)x1,
即数列{风}的通项公式为风=".
(2)解:由(1)得“=2",-cos妃=2"-cos生,
22
(4Z+1)兀
当〃=4左+1,左£N时,cos-=---C-O--S---2-k7T+—=0,所以di=o;
2I2
(4k+2)TI
当"=4左+2,左EN时,cos-=---c-o--s-(-2-f-a-i+TI)=-1,所以b4k+2=-24k+2;
2
(4%+3)兀=cos|2fal+y
当〃=4左+3,时,cos------------=o,所以%+3=0;
2
2弘+4
当九=4(左+1),左eN时,=cos(2H+27i)=1,所以b4k+4
2
50
-4x[l-(-4)]2102-4
所以4oo=—22+24—26+28—+2100=
「(一巧5
19.(1)证明见解析
n
【分析】(1)根据题意,证得91平面ACG4,得到3OLAG,再由四边形ACCA为菱
形,证得Aq^AC,结合。石//a。,得到AG^QE,利用线面垂直的判定,证得AG,平
面BDE,进而证得平面A5GJ•平面BDE.
(2)以。为坐标原点,建立空间直角坐标系,分别求得平面旦和平面瓦见的一个法向
量帆=(0,-0,1)和AC;=(0,3,g),结合向量的夹角公式,即可求解.
答案第11页,共16页
【详解】(1)证明:因为4。,平面ABC,皿u平面ABC,所以AQLBD,
又因为AB=AC=3C=2,且。为AC的中点,所以3D_LAC,
因为ACcAQ=O且AC,AQu平面ACGA,所以即1平面ACQA,
又因为ACu平面ACCM,所以BD_LAG,
在平行四边形ACGA中,AC=CG=CA=AA=2,
可得四边形ACGA为菱形,所以AG^AC
因为。E分别为AC,的中点,可得DE//AC,所以AG^DE,
又因为BDcDE=D,且BAOEu平面BDE,所以AG,平面比应,
因为A&U平面A2C,所以平面ABG,平面成应.
(2)解:由(1)可知,DB,DC,两两相互垂直,以。为坐标原点,以DB,DC,
所在直线分别为x轴,V轴,z轴建立空间直角坐标系,如图所示,
由三棱柱的所有棱长均为2得,DB=y/3,DA=1,£招=6
可得D(0,0,0),A(O,-1,O),B(瓜0,0),B/A1,73),C他2,向
则。3=(6,0,0),DBt=(A/3,1,>/3),AC】=(0,3,6)
m-DB=-\/3x=0
设平面的法向量为〃z=(x,y,z),则则LL,
m-DB}=A/3X+y+若z=0
取z=l,可得>=-百6=。,所以平面用2。的一个法向量为〃?=(0,-8,1),
又由(1)知AC1,平面比应,所以平面班历的一个法向量为AC】=(0,3,后),
卜36+国
设平面用2。与平面3DE的夹角为。,贝ijcose=
|〃小2x2后2
TTTT
因为兀],所以6=,,即平面48。与平面BDE的夹角为1
答案第12页,共16页
ZA
(2)73+j.
sinf=2sinf2sinf-
【分析】(1)在"CO中,由正弦定理求得F一二瓦,13,结合
sin—3CP=-----七=-----
3V3
扇形的弧长公式和三角恒等变换的公式,可得/(。)的解析式;
(2)由(1),可得[(e)=2cos[+:|+l,利用导数求得函数/(。)的单调区间,进而求得
于(9)的最大值.
Ji27r
【详解】(i)解:在△pco中,因为OP=I,z.cpo=e,NOCP=—,ZCOP=——e
33
10CCP
由正弦定理得$山巴sin。
sin|-r
3I3J
sinfy-0
sin32sin。
所以"二
.71,CP=
sin—.兀
3sin—
3
在扇形尸。4中,记弧E4的长度为/,则/=6,
2sin|g乃一6
所以
f(0)=OC+CP+3=^^-++0
6
23@COS.
=--sin^++3=2sin[o+^]+O,
氏22
7
答案第13页,共16页
即/(6)=25中+向+夕,q0,宇;
(2)解:由(1)矢口/(夕)=2sin[0+7]+6,0e,
可得/(e)=2cos[%]+l,。中⑦,
令/(。)=285(。+胃+1=0,即cos,+:]=-;,解得6三,
当e€。,5}寸,m>o,八。)单调递增;
当e"?时,f'(0)<O,/(。)单调递减,
所以,当。==时,/(。)取最大值,且最大值为百+g.
22
21.(l)x2=2v
(2)2瓜-3y+12=0或2底+3^-12=0.
【分析】(1)根据抛物线的定义即可求解;
(2)设直线,的方程为、=履+4,与抛物线联立,结合韦达定理,中点坐标及数量积公式
即可求解.
【详解】(1)因为抛物线C的焦点到C的准线的距离为1,
所以,0=1,
所以,抛物线C的方程为好=2+
(2)由题意可得,直线/存在斜率,又直线/过。(0,4),
故设直线/的方程为>=履+4,
由I;::」消去'并整理得Y—。,
A=4^2+32>0,所以直线/与抛物线C恒有两个交点.
答案第14页,共16页
设B(x2,y2),则石+々=2攵,^x2=-8,
所以,x+%=%(玉+%)+8=2左之+8,必必二^~,^"二(;)二]6.
因为,M为弦的中点,过M作工轴垂直的直线与抛物线C交于点N,
所以Y-Y-%+%2_卜v_低_女2
9
所以,xN-xM-2-k,yN~~2~~2
所以,N的坐标为
所以,AN=]z-%,g-M:BN=[左一々,^—%],
因为AN
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