2026版高三数学讲义第十章 10.5 事件的相互独立性与条件概率、全概率公式_第1页
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文档简介

10.5事件的相互独立性与条件概率、全概率公式

1.了解两个事件相互独立的含义,会利用独立性计算概率.

2.理解条件概率与独立性的关系,会利用全概率公式计算概率.

1.事件的相互独立性

(1)两个事件相互独立的定义:对任意两个事件A与B,如果P(AB)=P(A)P(B)成立,则

称事件A与事件B相互独立,简称为独立.必然事件Ω、不可能事件∅都与任意事件相互独立.

(2)相互独立的性质:如果事件A与B相互独立,那么A与B,A与B,A与B也都

相互独立.

2.条件概率与全概率公式

(1)条件概率

P(AB)

①定义:一般地,设A,B为两个随机事件,且P(A)>0,我们称P(B|A)=为在事件

P(A)

A发生的条件下,事件B发生的条件概率,简称条件概率.

②概率的乘法公式:由条件概率的定义,对任意两个事件A与B,若P(A)>0,则P(AB)

=P(A)·P(B|A).

(2)条件概率的性质:设P(A)>0,则

①P(Ω|A)=1;

②如果B和C是两个互斥事件,则P(B∪C|A)=P(B|A)+P(C|A);

③设B和B互为对立事件,则P(B|A)=1-P(B|A).

(3)全概率公式

一般地,设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,

i=1,2,…,n,则对任意的事件BΩ,有P(B)=错误!(Ai)P(B|Ai).

教材拓展

1.两事件互斥是指两个事件不可能同时发生,两事件相互独立是指一个事件发生与否对

另一事件发生的概率没有影响,两事件相互独立不一定互斥.

2.P(B|A)是在事件A发生的条件下事件B发生的概率,P(A|B)是在事件B发生的条件下

事件A发生的概率.

3.计算条件概率P(B|A)时,不能随便用事件B的概率P(B)代替P(AB).

1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)

(1)对于任意两个事件A,B,公式P(AB)=P(A)P(B)都成立.(×)

(2)P(B|A)表示在事件A发生的条件下,事件B发生的概率,P(AB)表示事件A,B同时发

生的概率.(√)

(3)抛2枚质地均匀的硬币,设“第一枚正面朝上”为事件A,“第二枚正面朝上”为事

件B,则A,B相互独立.(√)

(4)若事件A1与A2是对立事件,则对任意的事件BΩ,都有P(B)=P(A1)P(B|A1)+

P(A2)P(B|A2).()⊆

2.(人教A版必修第二册P253习题10.2T4改编)端午节是我国传统节日,甲、乙2人

12

端午节期间来无锡旅游的概率分别是,,假定2人的行动相互之间没有影响,那么甲、乙2

35

人端午节期间至少有1人来无锡旅游的概率为(C)

22

A.B.

515

311

C.D.

515

232

解析:甲、乙2人端午节期间都没来无锡旅游的概率为×=,则甲、乙2人端午节期

355

23

间至少有1人来无锡旅游的概率为1-=.故选C.

55

13

3.(人教A版选择性必修第三册P46例1改编)已知P(B∣A)=,P(AB)=,则P(A)

28

=(C)

313

A.B.

1616

31

C.D.

44

P(AB)3

解析:由P(AB)=P(B∣A)P(A),可得P(A)==.故选C.

P(B∣A)4

4.(人教A版选择性必修第三册P50例4改编)某同学进行投篮练习,若他第1球投进,

31

则第2球投进的概率为;若他第1球投不进,则第2球投进的概率为.若他第1球投进的概

44

2

率为,则他第2球投进的概率为(A)

3

71

A.B.

122

52

C.D.

123

解析:设A,B分别代表事件“第1球投进”和“第2球投进”,则由已知条件知P(B|A)

31221

=,P(B|A)=,P(A)=,则P(A)=1-P(A)=1-=.故P(B)=P(B|A)·P(A)+P

44333

32117

(B|A)P(A)=×+×=.故选A.

434312

考点1相互独立事件的概率

命题角度1相互独立事件的判断

【例1】(2024·山东泰安三模)盒中有4个大小相同的小球,其中2个红球、2个白

球,第一次在盒中随机摸出2个小球,记下颜色后放回,第二次在盒中也随机摸出2个小球,

记下颜色后放回.设事件A=“两次均未摸出红球”,事件B=“两次均未摸出白球”,事

件C=“第一次摸出的两个球中有红球”,事件D=“第二次摸出的两个球中有白球”,则

(D)

A.A与B相互独立B.A与C相互独立

C.B与C相互独立D.C与D相互独立

2222

C2C21C2C21

【解析】依题意得P(A)==,P(B)==,P(AB)=0≠P(A)P(B),故A错

2222

C4C436C4C436

21122

C2+C2C25C2C21

误;P(C)==,P(AC)=0≠P(A)P(C),故B错误;P(BC)==≠P(B)P(C),

222

C46C4C436

211222111121111

C2+C2C25C2C2+C2C2C2+C2C2C2+C2C2C2C2

故C错误;P(D)==,P(CD)=

222

C46C4C4

25

==P(C)P(D),故D正确.故选D.

36

两个事件是否相互独立的判断方法

(1)直接法:由事件本身的性质直接判断两个事件的发生是否相互影响.

(2)定义法:如果事件A,B同时发生的概率等于事件A发生的概率与事件B发生的概率

的积,那么事件A,B为相互独立事件.

命题角度2相互独立事件概率的计算

【例2】(多选)(2024·湖北武汉二模)甲袋中有20个红球,10个白球,乙袋中红球、

白球各有10个,两袋中的球除了颜色有差别外,再没有其他差别.现在从两袋中各取出1

个球,下列结论正确的是(ABC)

1

A.2个球都是红球的概率为

3

1

B.2个球中恰有1个红球的概率为

2

2

C.2个球不都是红球的概率为

3

2

D.2个球都不是红球的概率为

3

【解析】记事件A1:从甲袋中任取1个球为红球,事件A2:从乙袋中任取1个球为红

211

球,则P(A1)=,P(A2)=.对于A,即求事件A1A2的概率,P(A1A2)=P(A1)P(A2)=,所以A

323

正确;对于B,即求事件A1A2+A1A2的概率,P(A1A2+A1A2)=P(A1)P(A2)+P

12

21-1-11

(A1)P(A2)=×2+3×=,所以B正确;对于C,由于“都是红球”与“不

322

12

都是红球”互为对立事件,所以所求概率为1-P(A1A2)=1-=,所以C正确;对于D,

33

21

1-1-1

即求事件A1A2的概率,P(A1A2)=3×2=,所以D错误.故选ABC.

6

求相互独立事件同时发生的概率的方法

(1)相互独立事件同时发生的概率等于它们各自发生的概率之积.

(2)当正面计算较复杂或难以入手时,可从其对立事件入手计算.

【对点训练1】(1)猜灯谜是中国元宵节特色活动之一.已知甲、乙、丙三人每人写一

个灯谜,分别放入三个完全相同的小球,三人约定每人随机选一个球(不放回),猜出自己所

选球内的灯谜者获胜.若他们每人必能猜对自己写的灯谜,并有1的概率猜对其他人写的灯谜,

2

则甲独自获胜的概率为(C)

11

A.B.

2418

11

C.D.

126

解析:记事件A:甲独自获胜.因为每人随机选一个球(不放回),用(x,y,z)表示甲、

乙、丙选到谁写的灯谜,有(甲,乙,丙),(甲,丙,乙),(乙,丙,甲),(乙,甲,丙),

1

(丙,乙,甲),(丙,甲,乙),共6种选法,又因为每人必能猜对自己写的灯谜,并有的

2

概率猜对其他人写的灯谜,当甲选到自己写的灯谜,乙、丙选到对方写的灯谜时,甲独自获

11

11-1-1

胜的概率为P1=×2×2=,当甲选到乙写的灯谜,乙选到丙写的灯谜,丙选到

624

11

111-1-1

甲写的灯谜时,甲独自获胜的概率为P2=××2×2=,当甲选到丙写的灯谜,

6248

11

111-1-

乙选到甲写的灯谜,丙选到乙写的灯谜时,甲独自获胜的概率为P3=××2×2=

62

11111

,所以P(A)=++=.故选C.

4824484812

(2)(2024·广东佛山一模)若古典概型的样本空间Ω={1,2,3,4},事件A={1,2},

甲:事件B=Ω,乙:事件A,B相互独立,则甲是乙的(A)

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

2121

解析:若B=Ω,则A∩B={1,2},P(A∩B)==,而P(A)==,P(B)=1,所以P(A)P(B)

4242

=P(A∩B),所以事件A,B相互独立,反过来,当B={1,3}时,A∩B={1},此时P(A∩B)

11

=,P(A)=P(B)=,满足P(A)P(B)=P(A∩B),事件A,B相互独立,所以不一定B=Ω,

42

所以甲是乙的充分不必要条件.故选A.

考点2条件概率

【例3】(1)(2024·辽宁沈阳三模)甲、乙两人独立地对同一目标各射击一次,命中率

11

分别为和,在目标被击中的情况下,甲、乙同时击中目标的概率为(C)

34

17

A.B.

1212

11

C.D.

62

【解析】根据题意,记甲击中目标为事件A,乙击中目标为事件B,目标被击中为事

11

件C,甲、乙同时击中目标为事件D,则P(A)=,P(B)=,所以P(C)=1-P(A)P(B)

34

11

1-1-1111

=1-3×4=,P(DC)=P(D)=P(AB)=P(A)·P(B)=×=,则在目标被击中的

23412

1

P(DC)1

情况下,甲、乙同时击中目标的概率为P(D|C)==12=.故选C.

P(C)16

2

(2)(2024·天津卷)A,B,C,D,E五种活动,甲、乙都要选择三个活动参加.甲选到

31

A的概率为;已知乙选了A活动,他再选择B活动的概率为.

52

【解析】方法一设事件A表示“选到A”,事件B表示“选到B”,则甲、乙从五

12

个活动中选三个,甲选到的概率为=C1C4=3,同理,乙选到的概率为=3乙

AP(A)3AP(A).

C555

21

选到,的概率为=C2C3=3,所以乙选了活动,他再选择活动的概率为

ABP(AB)3ABP(B|A)

C510

3

P(AB)1

==10=.

P(A)32

5

方法二(列举法)从五个活动中选三个的情况有ABC,ABD,ABE,ACD,ACE,ADE,

BCD,BCE,BDE,CDE,共10种,其中甲选到A包含6种情况:ABC,ABD,ABE,ACD,

63

ACE,ADE,则甲选到A的概率为=.乙选了A活动包含6种情况:ABC,ABD,ABE,

105

ACD,ACE,ADE,其中再选择B活动包含3种情况:ABC,ABD,ABE,故乙选了A活动,

31

他再选择B活动的概率为=.

62

求条件概率的常用方法

P(AB)

(1)定义法:P(B|A)=.

P(A)

n(AB)

(2)样本点法:P(B|A)=.

n(A)

(3)缩样法:去掉第一次抽到的情况,只研究剩下的情况,用古典概型求解.

【对点训练2】(1)(2024·辽宁沈阳二模)我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的

变化,每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“”和阴爻

“”,如图就是一重卦.在所有重卦中随机取一重卦,记事件A=“取出的重卦中至

少有1个阴爻”,事件B=“取出的重卦中至少有3个阳爻”,则P(B|A)=(C)

511

A.B.

1632

4115

C.D.

6364

26-163

解析:P(A)==,事件AB=“取出的重卦中有3阳爻3阴爻或4阳爻2阴爻或5

2664

345

C6+C6+C641P(AB)41

阳爻1阴爻”,则P(AB)==,则P(B∣A)==.故选C.

2664P(A)63

(2)(2024·河北衡水三模)已知甲、乙、丙三人参加射击比赛,甲、乙、丙三人射击一次

命中的概率分别为2,1,3,且每个人射击相互独立,若每人各射击一次,则在三人中恰有两人

325

命中的前提下,甲命中的概率为(D)

12

A.B.

33

810

C.D.

1313

解析:设甲、乙、丙三人射击一次命中分别为事件A,B,C,每人各射击一次,在三人

113213

中恰有两人命中为事件D,则P(D)=P(ABC)+P(ABC)+P(ABC)=××+××

325325

212132132121P(AD)

+××=,P(AD)=P(ABC)+P(ABC)=××+××=,则P(A|D)=

325303253253P(D)

1

10

=3=.故选D.

1313

30

考点3全概率公式及应用

【例4】(2025·安徽合肥一模)有三台车床加工同一型号的零件,第1台加工的次品

率为6%,第2,3台加工的次品率均为5%,加工出来的零件混放在一起,已知第1,2,3

台车床加工的零件数分别占总数的25%,30%,45%,任取一个零件,则它是次品的概率为

(D)

A.0.054B.0.0535

C.0.0515D.0.0525

【解析】根据题意,设任取一个零件,由第1,2,3台车床加工分别为事件A,B,C,

该零件为次品为事件D,则P(A)=0.25,P(B)=0.3,P(C)=0.45,P(D|A)=0.06,P(D|B)=P(D|C)

=0.05,任取一个零件是次品的概率P(D)=P(A)P(D|A)+P(B)P(D|B)+P(C)P(D|C)=

0.25×0.06+0.3×0.05+0.45×0.05=0.0525.故选D.

利用全概率公式解题的思路

(1)按照确定的标准,将一个复杂事件分解为若干个互斥事件Ai(i=1,2,…,n).

(2)求P(Ai)和所求事件B在各个互斥事件Ai发生条件下的概率P(B|Ai).

(3)代入全概率公式计算.

【对点训练3】(2024·云南昆明三模)在定点投篮练习中,小明第一次投篮命中的概

37

率为,第二次投篮命中的概率为,若小明在第一次命中的条件下第二次命中的概率是p,

510

1

在第一次未命中的条件下第二次命中的概率是p,则p=(B)

2

37

A.B.

48

25

C.D.

57

解析:设事件A表示“小明第一次投篮命中”,事件B表示“小明第二次投篮命中”,

371

则P(A)=,P(B)=,P(B|A)=p,P(B|A)=p,所以P(B)=P(A)P(B|A)+P(A)·P

5102

3

31-177

(B|A)=×p+5×p=,解得p=.故选B.

52108

考点4贝叶斯公式

【例5】某单位选派一支代表队参加市里的辩论比赛,现有“初心”“使命”两支预

备队.选哪支队是随机的,其中选“初心”队获胜的概率为0.8,选“使命”队获胜的概率为

0.7,单位在比赛中获胜的条件下,选“使命”队参加比赛的概率为(D)

22

A.B.

95

87

C.D.

1515

【解析】依题意,记选“初心”队为事件A,选“使命”队为事件B,该单位获胜为

事件M,则P(A)=P(B)=0.5,P(M|A)=0.8,P(M|B)=0.7,因此P(M)=P(A)P(M|A)+P(B)P(M|B)

P(BM)P(B)P(M|B)

=0.5×0.8+0.5×0.7=0.75,所以选“使命”队参加比赛的概率P(B|M)==

P(M)P(M)

0.5×0.77

==.故选D.

0.7515

设A1,A2,…,An是一组两两互斥的事件,A1∪A2∪…∪An=Ω,且P(Ai)>0,i=1,2,…,

P(Ai)P(B|Ai)

n,则对任意事件BΩ,P(B)>0,有P(Ai|B)==错误!.

P(B)

⊆P(A)P(B|A)

【对点训练4】(2024·江苏宿迁一模)人工智能领域让贝叶斯公式P(A|B)=

P(B)

站在了世界中心位置,AI换脸是一项深度伪造技术,某视频网站利用该技术掺入了一些“AI”

视频,“AI”视频占有率为0.001.某团队决定用AI对抗AI,研究了深度鉴伪技术来甄别视频

的真假.该鉴伪技术的准确率是0.98,即在该视频是伪造的情况下,它有98%的可能鉴定为

“AI”;它的误报率是0.04,即在该视频是真实的情况下,它有4%的可能鉴定为“AI”.已知某

个视频被鉴定为“AI”,则该视频是“AI”合成的可能性为(C)

A.0.1%B.0.4%

C.2.4%D.4%

解析:记“视频是AI合成”为事件A,记“鉴定结果为AI”为事件B,则P(A)=0.001,

P(A)=0.999,P(B∣A)=0.98,P(B|A)=0.04,由贝叶斯公式得P(A|B)=

P(A)P(B|A)0.001×0.98

=≈0.024.故选C.

××

P(A)P(B|A)+P(A)P(B|A)0.0010.98+0.9990.04

【例】(2024·福建福州质量检测)甲、乙、丙三个地区分别有x%,y%,z%的人患了

流感,且x,y,z构成以1为公差的等差数列.已知这三个地区的人口数的比为5∶3∶2,

现从这三个地区中任意选取一人,在此人患了流感的条件下,此人来自甲地区的概率最大,

则x的可能取值为(D)

A.1.21B.1.34

C.1.49D.1.51

【解析】设事件D1,D2,D3分别为“此人来自甲、乙、丙三个地区”,事件F1,F2,

F3分别为“此人患了流感,且分别来自甲、乙、丙三个地区”,事件G为“此人患了流感”.由

55x

x,y,z构成以1为公差的等差数列知y=x+1,z=x+2.由题意知,P(F1)=×x%=,

5+3+21000

3x+32x+4

同理P(F2)=,P(F3)=,

10001000

10x+75x3x+3

P(G)=P(F1∪F2∪F3)=,所以P(D1|G)=,P(D2|G)=,P(D3|G)=

100010x+710x+7

2x+45x≥3x+3,

.因为在此人患了流感的条件下,此人来自甲地区的概率最大,所以解

10x+75x≥2x+4,

3

得x≥.故选D.

2

本题将条件概率与等差数列结合,在创设情境时,加强了数学知识的内在联系与综合,

考查了学科知识的综合应用能力,强调思维过程和思维方式,体现了新高考命题改革的变化

和趋势.

课时作业72

1.(5分)(2024·山东烟台三模)一袋子中装有5个除颜色外完全相同的小球,其中3

个红球,2个黑球,从中不放回地每次取出1个小球,连续取两次,则取出的这两个小球颜

色不同的概率为(D)

32

A.B.

105

123

C.D.

255

解析:由题意,第一次取出的可能为红球或黑球,故连续取两次,则取出的这两个小球

32233

颜色不同的概率为×+×=.故选D.

54545

2.(5分)(2024·辽宁丹东二模)一个口袋中装有大小、形状相同的3个红球和2个白

球,从中不放回地抽取3个球,已知口袋中剩下的2个球颜色相同的条件下,抽取的3个球

颜色不同的概率为(A)

32

A.B.

43

11

C.D.

24

解析:设事件A=“口袋中剩下的2个球颜色相同”,事件B=“抽取的3个球颜色不

2212

同”,所以事件A共有C3+C2=4(个)样本点,事件AB共有C3C2=3(个)样本点,所以

n(AB)3

P(B|A)==.故选A.

n(A)4

3.(5分)(2025·山东临沂一模)长时间玩手机可能影响视力,据调查,某学校学生中,

113

大约有的学生每天玩手机超过1h,这些人近视率约为,其余学生的近视率约为,现从该

528

校任意调查一名学生,他近视的概率大约是(C)

17

A.B.

516

27

C.D.

58

解析:设事件A为“任意调查一名学生,每天玩手机超过1h”,事件B为“任意调查

113

一名学生,该学生近视”,则P(A)=,P(B|A)=,P(B|A)=,所以P(A)=1-P(A)

528

411342

=,则P(B)=P(A)P(B|A)+P(B|A)·P(A)=×+×=.故选C.

552855

131

4.(5分)(2024·福建莆田二模)若P(AB)=,P(A)=,P(B)=,则(B)

1054

A.事件A与B互斥

B.事件A与B相互独立

13

C.P(A+B)=

20

1

D.P(AB)=

5

32211

解析:P(A)=1-=,从而P(A)·P(B)=×==P(AB)≠0,故A错误,B正确;P(A

555410

21111113

+B)=P(A)+P(B)-P(AB)=+-=,故C错误;P(AB)=P(B)-P(AB)=-=,

54102041020

故D错误.故选B.

5.(5分)(2024·山东滨州二模)已知随机事件A,B发生的概率分别为P(A)=0.5,P(B)

=0.4,则下列说法正确的是(D)

A.若P(AB)=0.9,则A,B相互独立

B.若A,B相互独立,则P(A|B)=0.6

C.若P(A|B)=0.5,则P(AB)=0.25

D.若BA,则P(B|A)=0.8

解析:因为≠,所以与不相互独立,故错误;若,相互独立,

⊆P(AB)P(A)P(B)ABAAB

P(AB)P(A)P(B)P(AB)

则P(A|B)===P(A)=0.5,故B错误;因为P(A|B)=,所以P(AB)=

P(B)P(B)P(B)

P(AB)

P(B)P(A|B)=0.4×0.5=0.2,故C错误;若BA,则P(AB)=P(B)=0.4,所以P(B|A)=

P(A)

0.4⊆

==0.8,故D正确.故选D.

0.5

6.(5分)(2024·湖南邵阳三模)甲、乙两个工厂代加工同一种零件,甲加工的次品率

为5%,乙加工的次品率为8%,加工出来的零件混放在一起.已知甲、乙工厂加工的零件数

分别占总数的40%,60%,任取一个零件,如果取到的零件是次品,则它是乙工厂加工的概

率为(D)

31

A.B.

203

312

C.D.

817

解析:设事件M=“任取一个零件,取到的零件是次品”,N1=“任取一个零件,来自

甲工厂”,N2=“任取一个零件,来自乙工厂”,由题意得P(N1)=0.4,P(N2)=0.6,P(M|N1)

=0.05,P(M|N2)=0.08.因为P(M)=P(N1)·P(M|N1)+P(N2)·P(M|N2)=0.4×0.05+0.6×0.08=

P(MN2)P(N2)P(M|N2)0.6×0.0812

0.068,所以P(N2|M)====.故选D.

P(M)P(M)0.06817

7.(6分)(多选)(2024·江苏镇江三模)同时抛甲、乙两枚质地均匀的硬币,记“甲正

面向上”为事件A,“乙正面向上”为事件B,“甲、乙至少一枚正面向上”为事件C,则

下列判断正确的是(BD)

A.A与B相互对立B.A与B相互独立

12

C.P(C)=D.P(B|C)=

23

解析:由题意可知,事件A与事件B有可能同时发生,即“甲正面向上且乙正面向上”,

1

故事件A与事件B不是互斥事件,当然也不是对立事件,故A错误;依题意P(A)=,P(B)

2

11111

=,P(AB)===P(A)P(B),所以事件A与事件B相互独立,故B正确;P(C)=1-×

22×2422

1

31P(BC)2

=,因为BC,所以P(BC)=P(B)=,所以P(B|C)==2=,故D正确,C错误.故

42P(C)33

⊆4

选BD.

2

8.(6分)(多选)(2024·山东济南三模)某同学投篮两次,第一次命中率为.若第一次

3

31

命中,则第二次命中率为;若第一次未命中,则第二次命中率为.记Ai(i=1,2)为第i次命

42

中,X为命中次数,则(ABD)

24

A.P(A2)=B.E(X)=

33

43

C.D(X)=D.P(A1|A2)=

94

23112

解析:易知P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(A1)P(A2|A1)=×+×=,故A正确;

34323

2×3

P(A1A2)343111

易知P(A1|A2)===,故D正确;易知X可取0,1,2,则P(X=0)=×=,

P(A2)24326

3

211112311114

P(X=1)=×+×=,P(X=2)=×=,所以E(X)=0×+1×+2×=,D(X)=

343233426323

424242

0-11-12-15

3×+3×+3×=,故B正确,C错误.故选ABD.

6329

9.(5分)(2024·山东济宁三模)甲和乙两个箱子中各装有6个球,其中甲箱子中有4

个红球、2个白球,乙箱子中有2个红球、4个白球,现随机选择一个箱子,然后从该箱子中

随机取出一个球,则取出的球是白球的概率为1.

2

解析:依题意,取出的球是白球的事件A是选甲箱并取出白球的事件A1与选乙箱并取出

121141

白球的事件A2的和,显然事件A1与A2互斥,P(A1)=×=,P(A2)=×=,所以P(A)

266263

1

=P(A1)+P(A2)=.

2

10.(6分)(2024·天津和平区二模)为铭记历史、缅怀先烈,增强爱国主义情怀,某学

校开展共青

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