2023年中考数学阅读探究性问题及动点探究压轴题(含答案)

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2023年中考数学阅读探究性问题及动点探究压轴题(含答案)

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2023年中考阅读探究性问题与动点探究问题专题
1.(本题满分12分)某校数学活动小组在一次活动中,对一个数学问题作如下探究:
(1)问题发现:如图①,在等边三角形 ABC 中,P是边BC上任意一点(不与点B、C重合),连接 AP,以AP为边作等边三角形APQ,连接 CQ,求证:BP=CQ;
(2)变式探究:如图②,在等腰三角形ABC中,BA=BC,P是边BC上任意一点(不与点B、C重合),以AP为腰作等腰三角形AP,使PA=PQ,∠APQ=∠ABC,连接CQ. 判断∠ABC和∠ACQ之间的数量关系,并说明理由;
(3)解决问题:如图③,在正方形ADBC中,P是边BC上一点(不与点B、C重合),以AP为边作正方形APEF,Q是正方形APEF的中心,连接CQ. 若正方形APEF的边长为6,CQ=,求正方形ADB的边长.
2.(本题满分12分)已知四边形ABCD是正方形,G是直线BC上的任意一点,DE⊥GA于点E,BF∥DE交AG于点F.
【问题解决】
(1)如图①,当点G在线段BC上时,求证:DE-BF=EF.
【拓展延伸】
(2)如图②,当点G在线段CB的延长线上时,线段DE、 BF、EF之间存在怎样的数量关系?请说明理由.
(3)如图③,在(2)的条件下,连接AC,过点F作FH∥GC,交AC于点H,连按DH. 若∠ADE=30°. GB=,求DH的长.
3.(1)(阅读与证明)
如图1,在正△ABC的外角∠CAH内引射线AM,作点C关于AM的对称点E(点E在∠CAH内),连接BE,BE、CE分别交AM于点F、G.
①完成证明:点E是点C关于AM的对称点,∴∠AGE=90 ,AE=AC,∠1=∠2.
正△ABC中,∠BAC=60 ,AB=AC,∴AE=AB,得∠3=∠4.
在△ABE中,∠1+∠2+60 +∠3+∠4=180 ,∴∠1+∠3=______.
在△AEG中,∠FEG+∠3+∠1=90 ,∴∠FEG=______.
②求证:BF=AF+2FG.
(2)(类比与探究)把(1)中的“正△ABC”改为“正方形ABDC”,其余条件不变,如图2.类比探究,可得:①∠FEG=______;②线段BF、AF、FG之间存在数量关系___________.
(3)(归纳与拓展)如图3,点A在射线BH上,AB=AC,∠BAC=α(0 <α<180 ),在∠CAH内引射线AM,作点C关于AM的对称点E(点E在∠CAH内),连接BE,BE、CE分别交AM于点F、G.则线段BF、AF、GF之间的数量关系为__________.
4.(本题满分12分)阅读理解,自主探究:
“一线三垂直”模型是“一线三等角”模型的特殊情况,即三个等角的角度为90°,于是有三组边互相垂直,所以称为“一线三垂直”模型.当模型中有一组对应边长相等时,则模型中必定存在全等三角形.
问题解决:如图①,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,过点C作直线CE,AD⊥CE于点D,BE⊥CE于点E,则CD与BE的数量关系是 .
问题探究:如图②,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,过点C作直线CE,AD⊥CE于点D,BE⊥CE于点E,AD=2.5 cm,DE=1.6 cm,求BE的长;
拓展延伸:如图③,在平面直角坐标系中,点 A(-1.5,0),C(1.5,3.5),△ABC为等腰直角三角形,∠ACB =90°,AC=BC,求点B的坐标.
问题提出
(1)如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC>BC,∠ACB的平分线交AB于点D.过点D分别作DE⊥AC,DF⊥BC.垂足分别为E,F,则图1中与线段CE相等的线段是   .
问题探究
(2)如图2,AB是半圆O的直径,AB=8.P是上一点,且2,连接AP,BP.∠APB的平分线交AB于点C,过点C分别作CE⊥AP,CF⊥BP,垂足分别为E,F,求线段CF的长.
问题解决
(3)如图3,是某公园内“少儿活动中心”的设计示意图.已知⊙O的直径AB=70m,点C在⊙O上,且CA=CB.P为AB上一点,连接CP并延长,交⊙O于点D.连接AD,BD.过点P分别作PE⊥AD,PF⊥BD,重足分别为E,F.按设计要求,四边形PEDF内部为室内活动区,阴影部分是户外活动区,圆内其余部分为绿化区.设AP的长为x(m),阴影部分的面积为y(m2).
①求y与x之间的函数关系式;
②按照“少儿活动中心”的设计要求,发现当AP的长度为30m时,整体布局比较合理.试求当AP=30m时.室内活动区(四边形PEDF)的面积.
如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC边上一动点,连接AD,把AD绕点A逆时针旋转90°,得到AE,连接CE,DE.点F是DE的中点,连接CF.
(1)求证:CFAD;
(2)如图2所示,在点D运动的过程中,当BD=2CD时,分别延长CF,BA,相交于点G,猜想AG与BC存在的数量关系,并证明你猜想的结论;
(3)在点D运动的过程中,在线段AD上存在一点P,使PA+PB+PC的值最小.当PA+PB+PC的值取得最小值时,AP的长为m,请直接用含m的式子表示CE的长.
如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(1,0),B(3,0),C(0,6)三点.
(1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线的顶点M与对称轴l上的点N关于x轴对称,直线AN交抛物线于点D,直线BE交AD于点E,若直线BE将△ABD的面积分为1:2两部分,求点E的坐标.
(3)P为抛物线上的一动点,Q为对称轴上动点,抛物线上是否存在一点P,使A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
已知:如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠ACB=90°,AB=10cm,BC=8cm,OD垂直平分A C.点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1cm/s;当一个点停止运动,另一个点也停止运动.过点P作PE⊥AB,交BC于点E,过点Q作QF∥AC,分别交AD,OD于点F,G.连接OP,EG.设运动时间为t(s)(0<t<5),解答下列问题:
(1)当t为何值时,点E在∠BAC的平分线上?
(2)设四边形PEGO的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使四边形PEGO的面积最大?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(4)连接OE,OQ,在运动过程中,是否存在某一时刻t,使OE⊥OQ?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
在篮球比赛中,东东投出的球在点A处反弹,反弹后球运动的路线为抛物线的一部分(如图1所示建立直角坐标系),抛物线顶点为点B.
(1)求该抛物线的函数表达式.
(2)当球运动到点C时被东东抢到,CD⊥x轴于点D,CD=2.6m.
①求OD的长.
②东东抢到球后,因遭对方防守无法投篮,他在点D处垂直起跳传球,想将球沿直线快速传给队友华华,目标为华华的接球点E(4,1.3).东东起跳后所持球离地面高度h1(m)(传球前)与东东起跳后时间t(s)满足函数关系式h1=﹣2(t﹣0.5)2+2.7(0≤t≤1);小戴在点F(1.5,0)处拦截,他比东东晚0.3s垂直起跳,其拦截高度h2(m)与东东起跳后时间t(s)的函数关系如图2所示(其中两条抛物线的形状相同).东东的直线传球能否越过小戴的拦截传到点E?若能,东东应在起跳后什么时间范围内传球?若不能,请说明理由(直线传球过程中球运动时间忽略不计).
如图,已知抛物线y=ax2+bx+6经过两点A(﹣1,0),B(3,0),C是抛物线与y轴的交点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P(m,n)在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,设△PBC的面积为S,求S关于m的函数表达式(指出自变量m的取值范围)和S的最大值;
(3)点M在抛物线上运动,点N在y轴上运动,是否存在点M、点N使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似,如果存在,请求出点M和点N的坐标.
如图,已知矩形纸片ABCD的长BC=8,宽AB=4,E、F分别是边BC、AD上的点,AF=CE.把矩形纸片沿着直线EF翻折,点A、B 的对应点分别为A′、B′,直线A′C交射线AD于点G,EB′交AD于点P.
(1)求证:PB′=PD;
(2)求证:四边形CEFG 是平行四边形;
(3)若四边形CEFG为菱形,求的值.
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参考答案
(1)证明:∵△ABC与△APQ都是等边三角形,∴AB=AC,AP=AQ,∠BAC=∠PAQ=60°,
∴∠BAP+∠PAC=∠PAC+∠CAQ, ∴∠BAP= ∠CAQ.
在△BAP 和△CAQ中,AB=AC,∠BAP=∠CAQ,AP=AQ.
∴△BAP≌△CAQ(SAS,
∴BP=CQ
(2)解:∠ABC=∠ACQ.
理由如下:∵在等腰三角形ABC中,AB=BC,
∴∠BAC=(180°-∠ABC).
∵在等腰三角形APQ中,AP=PQ,
∴∠PAQ=(180°-∠APQ).
∵∠APQ=∠ABC,∠BAC=∠PAQ,
∴△BAC∽△PAQ,∴=,
∵∠BAP+∠PAC=∠CAQ+ ∠PAC,
∴∠BAP=∠CAQ,∴△BAP∽△CAQ,
∴∠ABC=∠ACQ.
(3)解:连接AB、AQ,如答图.
∵四边形ADBC是正方形,∴=,∠BAC=45°.
∵Q是正方形APEF的中心,
∴=,∠PAQ=45°,
∴∠BAP+∠PAC= ∠CAQ+ ∠PAC,
∴∠BAP=∠CAQ.
∵ ,
∴△ABP∽△ACQ,

∵CQ=2,
∴BP=CQ=4.
设PC=x,则BC=AC=4+x .
在Rt△APC中, AP =AC +PC ,即6 =(4+x) +x ,解得x=--2士.
∵x>0,∴x=-2+.
∴正方形ADBC的边长为4+x=4-2+=2+ .
2.
3.【详解】解:(1)①∵,,
∴,即60°;
∵∴故答案为60°,30°;
②在FB上取FN=AF,连接AN ∵∠AFN=∠EFG=60°∴△AFN是等边三角形∴AF=FN=AN
∵FN=AF∴∠BAC=∠NAF=60°∴∠BAN+∠NAC=∠NAC+∠2∴∠BAN=∠2
∵点C关于的对称点E∴∠2=∠1,AC=AE∴∠BAN=∠2=∠1
∵AB=AC∴AB=AE 在△ABN和△AEF FN=AF,∠BAN=∠1,AB=AE∴△ABN≌△AEF∴BN=EF
∵AG⊥CE,∠FEG=30°∴EF=2FG ∴BN=EF=2FG
∵BF=BN+NF ∴BF=2FG+AF
(2)①点E是点C关于的对称点,,,.
正方形ABCD中,,,,得.
在中,,45.
在中,,45.故答案为45°;
②在FB上取FN=AF,连接AN ∵∠AFN=∠EFG=45°∴△AFN是等腰直角三角形∴∠NAF=90°,AF=AN
∴∠BAN+∠NAC=∠NAC+∠2=90°,FN=AF∴∠BAN=∠2
∵点C关于的对称点E∴∠2=∠1,AC=AE∴∠BAN=∠2=∠1
∵AB=AC∴AB=AE 在△ABN和△AEF FN=AF,∠BAN=∠1,AB=AE ∴△ABN≌△AEF ∴BN=EF
∵AG⊥CE,∠FEG=45° ∴EF=FG ∴BN=EF=FG ∵BF=BN+NF ∴BF=FG+AF
(3)由(1)得:当∠BAC=60°时
BF=AF+2FG= ;
由(2)得:当∠BAC=90°时BF=AF+2FG=;
以此类推,当∠BAC= 60°时, .
4.
5.【解析】(1)∵∠ACB=90°,DE⊥AC,DF⊥BC,∴四边形CEDF是矩形,
∵CD平分∠ACB,DE⊥AC,DF⊥BC,∴DE=DF,
∴四边形CEDF是正方形,∴CE=CF=DE=DF,故答案为:CF、DE、DF;
(2)连接OP,如图2所示:∵AB是半圆O的直径,2,
∴∠APB=90°,∠AOP180°=60°,∴∠ABP=30°,
同(1)得:四边形PECF是正方形,∴PF=CF,
在Rt△APB中,PB=AB cos∠ABP=8×cos30°=84,
在Rt△CFB中,BFCF,
∵PB=PF+BF,∴PB=CF+BF,即:4CFCF,解得:CF=6﹣2;
(3)①∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=∠ADB=90°,
∵CA=CB,∴∠ADC=∠BDC,
同(1)得:四边形DEPF是正方形,
∴PE=PF,∠APE+∠BPF=90°,∠PEA=∠PFB=90°,
∴将△APE绕点P逆时针旋转90°,得到△A′PF,PA′=PA,如图3所示:
则A′、F、B三点共线,∠APE=∠A′PF,
∴∠A′PF+∠BPF=90°,即∠A′PB=90°,
∴S△PAE+S△PBF=S△PA′BPA′ PBx(70﹣x),
在Rt△ACB中,AC=BCAB70=35,
∴S△ACBAC2(35)2=1225,
∴y=S△PA′B+S△ACBx(70﹣x)+1225x2+35x+1225;
②当AP=30时,A′P=30,PB=AB﹣AP=70﹣30=40,
在Rt△A′PB中,由勾股定理得:A′B50,
∵S△A′PBA′B PFPB A′P,∴50×PF40×30,解得:PF=24,
∴S四边形PEDF=PF2=242=576(m2),
∴当AP=30m时.室内活动区(四边形PEDF)的面积为576m2.
6.证明:(1)∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠ACB=45°,
∵把AD绕点A逆时针旋转90°,得到AE,
∴AD=AE,∠DAE=90°=∠BAC,∴∠BAD=∠CAE,DEAD,
又∵AB=AC,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴∠ABD=∠ACE=45°,
∴∠BCE=∠BCA+∠ACE=90°,
∵点F是DE的中点,∴CFDEAD;
(2)AGBC,
理由如下:如图2,过点G作GH⊥BC于H,
∵BD=2CD,∴设CD=a,则BD=2a,BC=3a,
∵∠BAC=90°,AB=AC,∴AB=ACa,
由(1)可知:△BAD≌△CAE,∴BD=CE=2a,∵CF=DF,∴∠FDC=∠FCD,
∴tan∠FDC=tan∠FCD,∴2,∴GH=2CH,
∵GH⊥BC,∠ABC=45°,∴∠ABC=∠BGH=45°,∴BH=GH,∴BGBH
∵BH+CH=BC=3a,∴CH=a,BH=GH=2a,∴BG=2a,∴AG=BG﹣ABaCDBC;
(3)如图3﹣1,将△BPC绕点B顺时针旋转60°得到△BNM,连接PN,
∴BP=BN,PC=NM,∠PBN=60°,∴△BPN是等边三角形,∴BP=PN,
∴PA+PB+PC=AP+PN+MN,∴当点A,点P,点N,点M共线时,PA+PB+PC值最小,
此时,如图3﹣2,连接MC,
∵将△BPC绕点B顺时针旋转60°得到△BNM,∴BP=BN,BC=BM,∠PBN=60°=∠CBM,
∴△BPN是等边三角形,△CBM是等边三角形,∴∠BPN=∠BNP=60°,BM=CM,
∵BM=CM,AB=AC,∴AM垂直平分BC,
∵AD⊥BC,∠BPD=60°,∴BDPD,
∵AB=AC,∠BAC=90°,AD⊥BC,∴AD=BD,∴PD=PD+AP,
∴PDm,∴BDPDm,由(1)可知:CE=BDm.
7.【解析】(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(1,0),B(3,0),
∴设抛物线解析式为:y=a(x﹣1)(x﹣3),
∵抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a≠0)的图象经过点C(0,6),
∴6=a(0﹣1)(0﹣3),∴a=2,
∴抛物线解析式为:y=2(x﹣1)(x﹣3)=2x2﹣8x+6;
(2)∵y=2x2﹣8x+6=2(x﹣2)2﹣2,∴顶点M的坐标为(2,﹣2),
∵抛物线的顶点M与对称轴l上的点N关于x轴对称,∴点N(2,2),
设直线AN解析式为:y=kx+b,由题意可得:,
解得:,∴直线AN解析式为:y=2x﹣2,
联立方程组得:,
解得:,,∴点D(4,6),
∴S△ABD2×6=6,设点E(m,2m﹣2),
∵直线BE将△ABD的面积分为1:2两部分,
∴S△ABES△ABD=2或S△ABES△ABD=4,∴2×(2m﹣2)=2或2×(2m﹣2)=4,
∴m=2或3,∴点E(2,2)或(3,4);
(3)若AD为平行四边形的边,
∵以A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,∴AD=PQ,
∴xD﹣xA=xP﹣xQ或xD﹣xA=xQ﹣xP,∴xP=4﹣1+2=5或xP=2﹣4+1=﹣1,
∴点P坐标为(5,16)或(﹣1,16);
若AD为平行四边形的对角线,
∵以A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,∴AD与PQ互相平分,
∴,∴xP=3,∴点P坐标为(3,0),
综上所述:当点P坐标为(5,16)或(﹣1,16)或(3,0)时,使A、D、P、Q为顶点的四边形为平行四边形.
8.【解析】本题属于四边形综合题,考查了解直角三角形,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,多边形的面积等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
(1)在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,AB=10cm,BC=8cm,
∴AC==6(cm),
∵OD垂直平分线段AC,∴OC=OA=3(cm),∠DOC=90°,
∵CD∥AB,∴∠BAC=∠DCO,∵∠DOC=∠ACB,∴△DOC∽△BCA,
∴==,∴==,
∴CD=5(cm),OD=4(cm),∵PB=t,PE⊥AB,易知:PE=t,BE=t,
当点E在∠BAC的平分线上时,∵EP⊥AB,EC⊥AC,∴PE=EC,
∴t=8﹣t,∴t=4.∴当t为4秒时,点E在∠BAC的平分线上.
(2)如图,连接OE,PC.
S四边形OPEG=S△OEG+S△OPE=S△OEG+(S△OPC+S△PCE﹣S△OEC)
= (4﹣t) 3+[ 3 (8﹣t)+ (8﹣t) t﹣ 3 (8﹣t)
=﹣t2+t+16(0<t<5).
(3)存在.
∵S=﹣(t﹣)2+(0<t<5),∴t=时,四边形OPEG的面积最大,最大值为.
(4)存在.如图,连接OQ.
∵OE⊥OQ,∴∠EOC+∠QOC=90°,∵∠QOC+∠QOG=90°,∴∠EOC=∠QOG,∴tan∠EOC=tan∠QOG,
∴=,∴=,整理得:5t2﹣66t+160=0,解得t=或10(舍弃)
∴当t=秒时,OE⊥OQ.
9.【解析】(1)设y=a(x﹣0.4)2+3.32(a≠0),
把x=0,y=3代入,解得a=﹣2,∴抛物线的函数表达式为y=﹣2(x﹣0.4)2+3.32.
(2)①把y=2.6代入y=﹣2(x﹣0.4)2+3.32,化简得(x﹣0.4)2=0.36,
解得x1=﹣0.2(舍去),x2=1,∴OD=1m.
②东东的直线传球能越过小戴的拦截传到点E.由图1可得,当0≤t≤0.3时,h2=2.2.
当0.3<t≤1.3时,h2=﹣2(t﹣0.8)2+2.7.当h1﹣h2=0时,t=0.65,
东东在点D跳起传球与小戴在点F处拦截的示意图如图2,
设MD=h1,NF=h2,
当点M,N,E三点共线时,过点E作EG⊥MD于点G,交NF于点H,过点N作NP⊥MD于点P,
∴MD∥NF,PN∥EG,∴∠M=∠HEN,∠MNP=∠NEH,∴△MPN∽△NEH,∴,
∵PN=0.5,HE=2.5,∴NH=5MP.
(Ⅰ)当0≤t≤0.3时,
MP=﹣2(t﹣0.5)2+2.7﹣2.2=﹣2(t﹣0.5)2+0.5,
NH=2.2﹣1.3=0.9.
∴5[﹣2(t﹣0.5)2+0.5]=0.9,
整理得(t﹣0.5)2=0.16,解得(舍去),,
当0≤t≤0.3时,MP随t的增大而增大,∴.
(Ⅱ)当0.3<t≤0.65时,MP=MD﹣NF=﹣2(t﹣0.5)2+2.7﹣[﹣2(t﹣0.8)2+2.7]=﹣1.2t+0.78,
NH=NF﹣HF=﹣2(t﹣0.8)2+2.7﹣1.3=﹣2(t﹣0.8)2+1.4,
∴﹣2(t﹣0.8)2+1.4=5×(﹣1.2t+0.78),整理得t2﹣4.6t+1.89=0,
解得,(舍去),,当0.3<t≤0.65时,MP随t的增大而减小,
∴.
(Ⅲ)当0.65<t≤1时,h1<h2,不可能.
给上所述,东东在起跳后传球的时间范围为.
10.【解析】(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+6,
得:,解得:,∴抛物线的解析式为y=﹣2x2+4x+6.
(2)过点P作PF∥y轴,交BC于点F,如图1所示.
当x=0时,y=﹣2x2+4x+6=6,∴点C的坐标为(0,6).
设直线BC的解析式为y=kx+c,将B(3,0)、C(0,6)代入y=kx+c,得:
,解得:,∴直线BC的解析式为y=﹣2x+6.
∵点P(m,n)在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,
∴点P的坐标为(m,﹣2m2+4m+6),则点F的坐标为(m,﹣2m+6),
∴PF=﹣2m2+4m+6﹣(﹣2m+6)=﹣2m2+6m,
∴S△PBCPF OB=﹣3m2+9m=﹣3(m)2,
∴当m时,△PBC面积取最大值,最大值为.
∵点P(m,n)在平面直角坐标系第一象限内的抛物线上运动,∴0<m<3.
(3)存在点M、点N使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似.
如图2,∠CMN=90°,当点M位于点C上方,过点M作MD⊥y轴于点D,
∵∠CDM=∠CMN=90°,∠DCM=∠NCM,∴△MCD∽△NCM,
若△CMN与△OBC相似,则△MCD与△OBC相似,
设M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),∴DC=﹣2a2+4a,DM=a,
当时,△COB∽△CDM∽△CMN,∴,解得,a=1,
∴M(1,8),此时NDDM,∴N(0,),
当时,△COB∽△MDC∽△NMC,∴,
解得a,∴M(,),此时N(0,).
如图3,当点M位于点C的下方,
过点M作ME⊥y轴于点E,
设M(a,﹣2a2+4a+6),C(0,6),∴EC=2a2﹣4a,EM=a,
同理可得:或2,△CMN与△OBC相似,
解得a或a=3,∴M(,)或M(3,0),
此时N点坐标为(0,)或(0,).
综合以上得,M(1,8),N(0,)或M(,),N(0,)或M(,),N(0,)或M(3,0),N(0,),使得∠CMN=90°,且△CMN与△OBC相似.
11.

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