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文档简介

数学分析2期末试题库

《数学分析II》考试试题(1)

一、论述题:(每题6分,共18分)

1、牛顿-莱不尼兹公式

8

2、X""收敛的cauchy收敛原理

n=l

3、全微分

二、计算题:(每题8分,共32分)

「sinr2Jr

1、lim上--——

1。X4

2、求由曲线),=/和X=y2围成的图形的面积和该图形绕X轴旋转而成的几何体的

体积。

3、求£”的收敛半径和收敛域,并求和

4、己知〃,求-----

dxdy

三、(每题1()分,共30分)

1、写出鉴别正顶级数敛散性常用的三种措施并鉴别级数

2、讨论反常积分『/'-1-,,氏的敛散性

3、讨论函数列S“(x)=炉+*xe(^-Hx)的一致收敛性

四、证明题(每题10分,共20分)

1、设匕证明发散

乙〃M

:「孙

1x2+y2Ho

2、证明函数/(.%),)二'7^7在(0,0)点持续且可偏导,

!o/+)产=0

但它在该点不可微。,

《数学分析口》考试题(2)

一、论述题:(每题5分,共10分)

1、论述反常积分为奇点收敛的cauchy收敛原理

2、二元函数/(x,y)在区域〃上的一致持续

二、计算题:(每题8分,共40分)

1+.・J)

1lim(------------1-------------

n->con+1〃+2In

x=a(t-sint),,一

2、求摆线/e[0,2汨与x轴围成的面积

y=«(1-cosr)

求(s可二震公

3、

求耗级数之T:的收敛半径和收敛域

4、

〃=1〃

z.X.#O"ll

5、4=/(z孙一),—

yoxdy

三、讨论与验证题:(每题10分,共30分)

2

、

1=0,求limlim/*,y)[imlimf(x,y);lim/1(x,y)与否存

x+yx->0y->0y->0A->0(0.0)

在?为何?

2、讨论反常积分]:arctan'公的敛散性。

xP

3、讨论之

心的敛散性。

”=i3"

四、证明题:(每题10分,共20分)

1、设/*(x)在!>"]持续,/(x)之0但不恒为(),证明]/(穴)必:>0

2、设函数〃和/可微,证明grad[u。=ugradH-vgradu

《数学分析口》考试题(3)

五、论述题:(每题5分,共15分)

1、定积分

2、连通集

3、函数项级数的一致持续性

六、计算题:(每题7分,共35分)

1、Jsin(Inx)dx

2、求三叶玫瑰线r="sin3。划围成的面积

3、求x=——cos之竺的上下极限

“2H+15

“+1)”

4、求幕级数Z的和

〃二1

oa

5、〃=/3,),)为可微函数,求("尸+(?)2在极坐标下的体现式

dxay

七、讨论与验证题:(每题10分,共30分)

22、.11

「、(x+y)sin—cos-XH0,"0

1、已知/«),)=('?x)求

0x=0或),=0

问limlim/(x,y),limlim/(x,y)与否存在?为何?

x—>0y—>0y—>0A—>0

以讨论反常积分「看小的敛散性。

fJY

3、讨论力(幻=—:—XE[0,1]的一致收敛性。

\+n+x

八、证明题:(每题10分,共20分)

1、设f(x)在[a,+8)上单调增长的持续函数,/(0)=0,记它的反函数尸

(y),证明「/*)以+[:/T(y)dyZ,仍{a>0,/?>0)

2、设正项级数£匕收敛,证明级数£工:也收敛

;i=ln=\

《数学分析》(二)测试题(4)

一.判断题(对的的打“J”,错误的打“X”;每题3分,共15分):

1.闭区间[。,司的全体聚点的集合是[。,"自身。

2.函数ln&+京工工)是7^=在区间(1,+8)内的原函数。

yjx2-1

3.若/(x)在[外”上有界,则/(x)在[出以上必可积。

4.若/⑴为持续的偶函数,则力亦为偶函数。

R](V

5.正项级数是收敛的。

二.填空题(每题3分,共15分):

1.数列(-l)rt/一的上极限为______,下极限为_______

3/2+1

一・(12n}

2~~~p+——+..+-----r=------°

-limn-+2~n~+n-)

4.哥级数之三二的收敛半径R二

6〃3

5.将函数/(x)=x(-4</</)展开成傅里叶级数,则为=一,%=

三.计算题(每题7分,共28分):

1.[———;2.fxlnxdx\

Je~x+exJ。

四.解答题(每题10分,共30分):

1.求由抛物线),2=2x与直线y=x-4所围图形的面积。

871

2.判断级数-1丫tan—与否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

〃=in

002n-l

3.确定事级数的收敛域,并求其和函数。

〃二12n-\

五.证明题(12分):

证明:函数组二在(-8,+8)上有持续的二阶导函数,并求/〃(.江

n=1〃

《数学分析》(二)测试题(5)

二.判断题(对的的打“J”,错误的打“X”;每题3分,共15分):

1.设。为点集E的聚点,则4£石。

2.函数In卜+Jx?+1)是1在(-8,+8)内的原函数。

y/x2+1

3.有界是函数可积的必要条件。

4.若/(x)为持续的奇函数,则F(x)=J;/(/)力亦为奇函数。

5.正项级数尤或是收敛的。

n=l乙

二.填空题(每题3分,共15分):

1.数列{2+(-1)”}的上极限为,下极限为。

…(12n\

2.1jrn----1—;-----+....H—;-----=______。

*以+nn-+2nn-+n-)

drsinx

3.——edt=_____.

dN。

j4n

4.家级数ZF—X”的收敛半径R=_____o

n2+l

5.将函数/(x)=N(-万<x<〃)展开成傅里叶级数,则&二

an=---,

hn=-----。

三.计算题(每题7分,共28分):

1.[",dx;

J9+犬2

+8dx

'J?+x_2

四.解答题(每题10分,共30分):

1.求由两抛物线),二12与所围图形的面积。

811

2.判断级数£(-l)"lnwJ与否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

Ztn

3.确定事级数的收敛域,并求其和函数.

n=l

五.证明题(12分):

8]上

证明:函数",在[0,+8)上持续。

《数学分析》(二)测试题(6)

一.判断(2*7=14分)

()1.设/为〃外在卜,刃上的极值点,则((4)=。

()2.若在内/'(x)2g'(x),/3)=g3),则对有/(x)Wg(x)

()3.若不为点集A的聚点,则必有XGA

()4.若尸(幻连续,则。F(x)dx)=F(x)+C

9

()5.若/(x)在[〃]上连续,则=/(x2)

()6.若收敛,〃发散,则Z(4“+a泌发散

()7.若Z4口攵敛,贝区。:必斗攵敛

二.填空(3*7=21分)

1.已知(/(Inx))=2-x,则/(x)=

2.J:sinxln(x2+l)dx=

3.设/Q)=卜:,"詈则J:/QT)A=________

[eAU>0)J。

4.求lim

10x3Jo

5.求y=x3-x2+1的拐点坐标()

,(111、

6.用定积分求lim--+-----+…+-----=_________

7?4-1z?+2n+n)

7.呆级数的收敛半径R=

nx2n

三.计算(4*7=28分)(要有必要的计算过程)

3.[arcsinxdx

Jo

4.求曲线y=2-f与丁=%所围成的图形的面积

四.鉴别级数的敛散性(2*9=18分)(要有必要的过程)

1.殍》

2.鉴别犬(一1)〃—在(-8,+00)上与否一致收敛,为何

五.证明:(9+10=19分)

1.设级数与都收敛,证明:〃绝对收敛

2.设/*)在以㈤上二阶可导,f<a)=f<b)=o,证明:存在一点4£(〃/),使得

,(打之女\必)-/⑷

《数学分析》(二)测试题(7)

一.判断(2*7=14分)

()1.设((%)=0,则而必为/(幻的极值点

()2.若在内/'(X)>g'(x)J3)=g(b),则对Vxe[。向,有/(x)>g(x)

()3.若x为点集A的聚点,则x可能不属于A

()4.若尸(x)连续,则(j尸(幻公)=/(此+。

/

()5.若/(工)在口㈤上连续,一则=/(-x)

()6.若lim&=/<1,则级数»〃收敛

〃T8Un

()7.累级数»〃/至少存在一个收敛点

二.填空(3*7=21分)

1.己知(/(工+1))'=』—2,则f(x)=

c.flCOSX,Ahiccosx.

2-已知则1T」。号、=-----------

3-设,则j:/d)dx=—

4.求同_L「匕$=_______________

x->0X'°t

5.求/(x)=1x3-1x2+1的极大值为/(__)=_____

。乙

7.塞级数X'x〃的收敛半径R=

n

三.计算(4*7=28分)(要有必要的计算过程)

1.fxlnxdx2.f—,x3.f犬arctanWx

JJdJo

4.求曲线y=J?从A=0至低=1的弧长

四.鉴别级数的敛散性(2*9=18分)(要有必要的过程)

1(1"+]丫2

1-工不~

n=\乙、门)

2.鉴别乞(T)〃fJ在(-8,+8)上与否一致收敛,为何

〃=1〃一+厂

五.证明:(9+10=19分)

1.设级数»>〃2与[>,「都收敛,证明:£3〃+%)2收敛

2.苟'(x)在上连续,/(幻40,/")公=0,证明:/(x)=O,xe[a,b]

《数学分析》(二)测试题(8)

三.判断题(对的的打“J”,错误的打“X”;每题3分,共15分):

1.开区间(。,Z?)的全体聚点的集合是(a6)自身。

2.函数1卜+2?二^是一?=^=在区间(1,+8)内的原函数。

3.若/(x)在[外”上有界,则/(x)在[出以上必可积。

4.若/⑴为[4”上的持续函数,则/(x)=J:/Q)df在[。,”上可导。

5.正项级数Z-是收敛的。

二.填空题(每题4分,共16分):

--HZ-++—;

Llim〃~+-n~+2~〃~+〃

暴级数y的收敛半径R=

々小3"

4.将函数(一万<■¥<〃)展开成傅里叶级数,则a。二

bn=。

三.计算题(每题10分,共30分):

J:lnxdx:

四.解答题(每题10分,共30分):

1.求由抛物线),2=2、与直线y=x-4所围图形的面积。

2.判断级数之(-D'-V与否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

n=in~

3.确定哥级数的收敛域,并求其和函数。

n=l

五.证明题(9分):

8]上

证明:函数/在[O,+8)上持续。

n=i

参照答案(1)

—、1、设/(X)在[。,以持续,/(X)是/(X)在句上的一种原函数,则成立

IJ\x)dx=F(b)-F(a)

Jn

2、Xfs>03N>0,使得V/n>n>Nf成立旧山+«n+2+•••+am\<£

3、设DURz为开集,2=/(乂),),(乂),)£。是定义在/)上的二元函数,

%(Xo,%)为。中的一定点,若存在只与点有关而与八心△),无关的常数A和B,使得

M=AAr+AAy+。(JAx?+3)则称函数F在点1)(.”,汽)处是可微的,并称

AAA+B\y为在点R)(Xo,)'o)处的全微分

二、1、分子和分母同步求导

..2xsinx1,c八、

lim=lim----:一=-(8分)

r->0xf6x53

2、、两曲线的交点为(0,0),(1,1)(2分)

所求的面积为:£(五一丁)公=g(3分)

5

所求的体积为:7i[](x-x)dx=^(3分)

]

3、解:设/(幻二£」一,lim(〃+D,+2)=],收敛半径为i,收敛域

怎n(n+1)…]

n(n+1)

[-1,1](2分)

00I*””11

fM=Zy—-=------dn(1-x),(0<凶<1),

后(〃+1)XX-

/(X)=£/'⑴出=1+4ln(l-x),(0<凶<1)(3分)

J0X

产0级数为0,户1,级数为1,年-1,级数为l-21n2(3分)

)ini--i—i

4、解:—=x:—(3^>)--^-=x2Inx+^z上(5分)

dyzdxdyzx

三、1、解、有比较鉴别法,Cauchy,I)*z\1embert,Raabe鉴别法等(应写出详细的内容4

分)

(〃+1)!

lim(〃+1严:研——!—)〃=6々(4分)由D'Alembert鉴别法知级数收敛(1分)

”T8川n->o>〃+1

2、解:xp~xe~xdx=£xp~'e~xdx+xp~]e~xdx(2分),对公,由

于X5/-7-'fl(xf+0)故p>0时7r公收敛(4分);「产-%7公,由于

7(J*f+00)(4分)故对一切的夕「,川尸公收敛,综上所述由0,枳分

收敛

3.解:S”(x)二卜+4收敛于凶(4分)limsup昌(%)-可=0因此函数列

V〃:/,->c*>xe(-00,-Kc)

一致收敛性(6分)

四、证明题(每题10分,共20分)

1、证明:五土…工=匕>,2…=>_LX”(〃>2)(6分)

x2x3xri_}x223n-\n-\n-\

x1

发散,由比较鉴别法知级数发散(4分)

1

2、证明:0«|/.X)'区(4分)lim/口=0因此函数在(0,

&+>2、…。.0/+.

0)点持续,(3分)又lim9=0,人(0,0),人(0,0)存在切等于0,(4分)但

Ar

..A.rAv

lim—―不存在,故函数在(0,0)点不可微(3分)

(A.t.Av)->(0,0)+△)「

参照答案(2)

1、V£>omb>o,使得V0<d<&<5,成立

2、设。UR2为点集,/:。—即为映射,>0.3^>0,使得

VjXj—x2|<3,x]x2GD,成立/a)-f(x2)|<£

一、1、由于」一在[0,1]可积,由定积分的定义知(2分)

14-X

..111、..1,111.f1..

l)m(z----F----+,••+——)=lim—(----+——-+-----)=----=In2o

"T8〃+1n+22n"廿/?,,1,,2nJo1+x

1+-1+-1十

nnn

(6分)

4、、所求的面积为:[:。(1一cosx)2dx=3加7?(8分)

"&公="(3分)

5、解:(cpv)「:1+:公=lim

1+JT八->d-A

4、解:丽出|=1,厂1(4分)

由于尸0,尸2时,级数均收敛,因此收敛域为[0,2](4分)

5、解:需3寸(3分)藕"+『"一叁》5分)

三、1、解、

limlim七工=lim-=lim土工=lim^-=0(5分)由于沿),二心趋于(0,

x->0y->01+yXTO工y->0,r->0%+yy->0y

0)极限为」一因此重极限不存在(5分)

1+女

cr+^arctanx.r«arctanx.arctanx.小八、r1arctanx.

2、解:-------dx=--------dx+--------dx(2分),对1L--------dx,由

JoXPJoXPJiXPJOXP

十arctanx,,,公Parctanx...八、arctanx,

于——----->1(z工-»+0)故仄2时)——--dr收Ir敛(4分);J——--dx,由

XXX

丁„arctanxn,、,,八、山、.arctanx.“,

于x'---------->—(XT+8)(4分)故p>\-------公收敛,综上所述K/X2,积xr

X。2J】N

分收敛

3、解:而卜"亚十(T)”「一克土!.<]因此级数收敛(io分)

四、证明题(每题10分,共20分)

1、证明:由/(x)20但不恒为0,至少有一点勿f(x)在[a,b]持续(2分),

存在包括此的区间[c,d]u[a,。],有f(x)>0(4分),£f(x)dx>f(x)(Jjc>0(4

分)

2、证明:以二元函数为例

grad(uv)=(uxv+vxu,uyv+vyu)=(wvv,wvv)+(VVM,VVW)=v(wr,«y)+〃(匕.,uv)=v^radu+u^radv

(10分)

参照答案(3)

一、1、设有定数/,V£>0m3>0,使得对任意的分法

〃=/<为<•••<.=/?和任意的点当£[七_],工』,只要丸=max(ATj)<3,成立

14“

力&心T<£

1=1

2、S的任意两点x,y之间,都存在S中的一条道路r,则称S为连通集

3、VE>(HN(c)>0,使得V//Z>n>N,成立,川+an+2+•••+altl\<£

二、1、

jsin(Inx)dx=xsinInx|;-Jcos(Inx)dx=esin1-ecos1+1-jsin(Inx)dx(5

分)rsin(lnx)dv=—(^sin1-^cosl+1)(2分)

J12

2£2

2

6、由对称性知,所求的面积为:6x—f2sin36t/<9=—(7分)

2J。4

I47r

7、解:上极限为0.5,下极限为一cos—(7分)

25

4、解:limJU=g,厂2(3分)

收敛域为(-3,1),级数的和为L(4分),

1一4

5、解:设极坐标方程为

x=rcosO,y=rsin。=ucos^+wsin。——=-rsin6i/+rcosOii

xvdGKv

(5分)(沙+(第2=(豹+4(粤)2(2分)

dxdyorr"o3

三、1、解、由于sin}弓有界,x"为无穷小,《如/(内)=0(5分)

^2112II211

limlim(x-+y-)sin—cos—=Jim(limxsin—cos—+limysin-cos—),而

XTOy->0xV彳―。y->0xV¥—0XV

lim/sinLeos,极限不存在,lim丁sin'eos」极限存在,故整体极限不存在,同理

>>->0xyy->°xy

limlimf(x,y)不存在(5分)

y^Ox->0

2、解:f——!——dx-f1-------t/v+「——-——dx(2分),对

Jo/+/Jxp+xq

由于入W-心-+o)故mmsMQ时f.小收

敛(4分);「一!一dx,由于沏⑺!------>l(x^+oo)(4分)故

JiXP^XqXP4-X9

max(/A<7)>lf+Z——!——力;收敛,综上所述min(p,g)v1,max(p,q)>1时,积分收

xp+xq

敛(2分)

3、解:limfn(x)=x=/(x)(3分)

/I-xc

limsupIXJ-r)-/(x)|=limsupX+X-=0因此函数列一致收敛(7分)

mg\+n+x

X

四、证明题(每题10分,共20分)

1证明:当/?=/(〃)时,jf(x)dx+£/'=cib(a>0,Z?>0)(4分)

当〃时,f(x)dx+jy</,)(y)dy>ab(a>0J?>0)(3分)

当〃v/(a)时,f(x)dx+^f~\y)dy>ab(a>0,/?>0)(3分)

2、证明:由于收敛元“故limx“=0(2分),于是,总存在血。使得〃

“TOO

rr=l

时,有OWx”<l,从而,当〃2小时,有0《瘾</(5分),由于级数收敛,

n=l

当然收敛,故级数收敛,从而£>:也收敛(3分)

n=w0〃=&n=l

标准答案(4)

四.判断题(对的的打“J”,错误的打“X”;每题3分,共15分):

1.V2.V3.X4.X5.V

二.填空题(每题3分,共15分):

1.—,---;2.—In2;3.c⑶"sec"x:4.3:

332-----------

2

5.a()=_0_,an=_0_,b“=(-1产一

n

三.计算题(每题7分,共28分):

(4分)(3分)

2.J'x\nxdx=「Inxd-x2引一=

(4分)(3分)

yxarctan(x2)|^

3.dx=limj已=

4出4!i9f彗^lim

。1+xOf1T人乙£>->+oo

71

7

(2分)(2分)(2分)(1分)

(2分)(3分)(2分)

四.解答题(每题10分,共30分):

1.求由抛物线y2=2x与直线y=x-4所围图形的面积。

解:两交点为(2,-2),(8,4),则(3分)

(3分)(3分)(1分)

8/1

2.判断级数£(-1丫tan一与否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

n=in

解:设〃"=tanL6r,f>0,则4“2〃〃+],%f0(〃f8),(3分)

n

001

由Leibniz鉴别法知,级数£(—l)"lan—收敛。(3分)

77n

1

tan-oc.i

而由lim—f包=1知,级数Ztan—发散,故原级数条件收敛。(4分)

"TOO_2_”]〃

n

002n-\

人

3.确定幕级数Z的收敛域,并求其和函数。

n=\2/7-1

K1

解:由于lim尚-⑻,因此(2分)

Ml

2n-\

当W<1时寤级数绝对收敛,当W>1幕级数发散,故收敛半径R=L(2

分)

又当x=±l时察级数发散,故收敛域为(一1,l)o(2分)

0-W-I8

设S(工上之:^V,则1

从而(2分)

n=12〃一]n=1\-x2

s(+J;占&D

XG(-1.1)»(2分)

五.证明题(12分):

cc•

证明:函数/(x)=£坐段在(一8,+8)上有持续的二阶导函数,并求/〃(X)。

n=l〃

证明:由于XZ/e(-8,+00),有

sinnx1cos〃x、sin〃戈

-

-T,V—z(3

/n丁nn~

分)

而级数Z与

都收敛故级

nnn~

白七“‘

E工sin丁tix,Scosiix一2S^sintix都在

〃・1〃〃・1〃/1■1〃

(-8,+8)上一致收敛。(3分)

又级数的每一项都是持续的,故由函数项级数的持续性和可微性知,

/(4/⑹/⑺

都在(-8,+8)上持续,且(3分)

,,〃一,、/八八、

/\=cos??%£„(\9sinx

iWZ^~*fW=-Z^~*VXG(-CO,+OO)0(2分)

H=1丹〃=]〃

标准答案(5)

五.判断题(对的的打“J”,错误的打“X”;每题3分,共15分):

1.X2.J3.V4.X5.J

二.填空题(每题3分,共15分):

1

1.3,1;2.1—In2;3.csin'cosx;4.—:

——---------------4

n

5.a0=工,an=((-l)-1)^-,hn=_0

n7r

三.计算题(每题7分,共28分):

x9

1.〃(一)=]2+x~)+C;

9+x22」9+x2八2

(2分)(3分)(2分)

2.dx=2J。//dt=:-2j()eldt=2;

(Vx=/)(3分)(3分)(1分)

1/J=回口三T皿口占一圭卜=N2

(2分)(3分)(2分)

_[・尸

txclxxdx()=1。

4.=lim-Jjz2

。7^7-1皿。7^7a->l'A

(2分)(3分)(1分)

四.解答题(每题10分,共30分):

1.求由两抛物线y=x2与),=2-炉所围图形的面积。

解:两交点为(一1,1),(1,1),则(3分)

(3分)(3分)(1分)

8II4-1

2.判断级数——与否收敛,若收敛,是绝对收敛还是条件收敛?

解:设〃〃=ln交一,an>0,则4“2%],f0f8),(3分)

n

oo.1

由Leibniz鉴别法知,级数—收敛。(3分)

,n+1

In-----,

而由lim—产-=i知,级数Z,n—发散,故原级数条件收敛。(4

n->oo_n=\〃

n

分)

3.确定基级数的收敛域,并求其和函数。

n=1

n

解:由于=1,因此收敛半径R=l。(3分)

l〃i一m>/“十1

又当x=±l时幕级数发散,故收敛域为(一1,1)。(3分)

设S(x)=%L,则卜")力=£「〃产力=£x"=X

(2分)

w=lw=ln=l

从而S(x)=力=(士)=1

xe(-l,l)o(2分)

五.证明题(12分):

证明:函数7在[0.I,+8)上持续。

证明:由于Vxe[0,+8),有-\-e(4分)

n~4

1001_2—

而级数£二收敛,故级数£二《在[o,+8)上一致收敛。(4

n-n~

分)

乂级数的每一项都是持续的,故由函数项级数的持续性知,

/(X)在(-8,+8)上持续。(4分)

答案(6)

1234567

-----*XJXXXJJ

-0%/%7)2

2ex--e2x+Cln2

2

三.计算(要有必要的计算过程)

1.jxexdx=xex-ex+C

2.E-令'=回")

dt=-2arctanr+C=-2arctan+C(或=arccos—+C)

*IMVx-\x

3.[1arcsir)Az/x=­-1

Jo2

4.求曲线>=2-y与y=x所围成的图形的面积

解:(2-3一xdx=%

四.鉴别级数的敛散性

[32〃•加Mr2〃•加21附小

1.2-------解:hm1------------=一<1=收敛

占一4〃〃e

2.鉴别N(—1)〃一^在(-8,+8)上与否一致收敛,为何

n=i〃~+厂

解:输-1)%1(即一致有界),对每一个、£(­),[丁\]单调递减,且

k=\1〃+厂’

J一致趋向于0(〃->8)=>,(一1)〃?"在(一8,+8)上一致收敛

n~+x〃=]n-+x2

五.证明:

1.设级数与都收敛,证明:绝对收敛

证明:㈤间工;(勺2+%2),而寸册2+"2)收敛n〃绝对收敛

2.设/*)在㈤上二阶可导,f<a)=f<b)=o,证明:存在一点4『。,份,使得

,(打>上^|/S)-f(a)\(提醒:用泰勒公式)

(力一〃厂

1

证明:由泰勒公式知/(幻=/(。)+/'3)

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