【精品解析】广西壮族自治区贵百河联考2023-2024学年高一下学期4月月考数学试题

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广西壮族自治区贵百河联考2023-2024学年高一下学期4月月考数学试题
1.(2024高一下·河池月考)已知是两个单位向量,则下列四个结论正确的是(  )
A. B.
C. D.
2.(2024高一下·河池月考)若复数 满足 ,其中 为虚数单位,则 (  )
A. B. C. D.
3.(2024高一下·河池月考)已知向量,则下列命题中不正确的是(  )
A.存在,使得 B.当时,
C.当时,与垂直 D.与可能平行
4.(2024高一下·河池月考)在中,角的对边分别为,若,则(  )
A. B. C. D.
5.(2024高一下·河池月考)设向量满足,则当的最大值时,共起点的向量的终点所构成的三角形为(  )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.钝角三角形
6.(2024高一下·河池月考)已知点满足,,,则点依次是的(  )
A.重心 外心 垂心 B.重心 外心 内心
C.外心 重心 垂心 D.外心 重心 内心
7.(2024高一下·河池月考)设,则可取的值有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数个
8.(2024高一下·河池月考)在中,,,为线段上的动点不包括端点,且,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
9.(2024高一下·河池月考)已知a,,,,则下列说法正确的是(  )
A.z的虚部是 B.
C. D.z对应的点在第二象限
10.(2024高一下·河池月考)下列命题错误的有(  )
A.若非零向量与平行,则四点共线
B.若满足且与同向,则
C.若,则的充要条件是
D.若,则存在唯一实数使得
11.(2024高一下·河池月考)在中,角所对的边分别为,,,O为外接圆圆心,则下列结论正确的有(  )
A. B.外接圆面积为
C. D.的最大值为
12.(2024高一下·河池月考)向量的夹角为,定义运算“”:,若,,则的值为   .
13.(2024高一下·河池月考)向量,且,则   .
14.(2024高一下·河池月考)如图所示,为了测量A,B处岛屿的距离,小明在D处观测,A,B分别在D处的北偏西15°、北偏东45°方向,再往正东方向行驶40海里至C处,观测B在C处的正北方向,A在C处的北偏西60°方向,则A,B两处岛屿间的距离为   海里.
15.(2024高一下·河池月考)设,是不共线的非零向量,且,.
(1)若,求,u的值.
(2)若,是互相垂直的单位向量,求与的夹角.
16.(2024高一下·河池月考)(1)已知:复数,其中为虚数单位,求及;
(2)若关于的一元二次方程的一个根是,其中,是虚数单位,求的值.
17.(2024高一下·河池月考)已知中,角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)若,求边上的高.
18.(2024高一下·河池月考)如图,在平面四边形中,.
(1)当时,求四边形的对角线和的长度;
(2)设,记四边形的面积为,求的表达式,并求出它的最大值.
19.(2024高一下·河池月考)已知①,②,③在这三个条件中任选两个,补充在下面的问题中,并解决该问题.
在中,角A,B,C的对边分别为,且满足
(1)求角A的大小;
(2)已知_______,_______,若存在,求的面积;若不存在,说明理由.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】单位向量;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:A、是两个单位向量,模相等,但方向不一定相同,故A错误;
B、,不一定成立,故B错误;
C、,则,故C错误;
D、,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据单位向量的定义结合向量数量积运算判断即可.
2.【答案】B
【知识点】复数的基本概念;复数相等的充要条件
【解析】【解答】复数 满足 ,设 , ,可得 ,可得 ,
故答案为:B.
【分析】设出复数的代数形式,利用复数相等,得到关于a,b的方程组,求出a,b即得复数.
3.【答案】D
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示;辅助角公式;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:A、若,则,即,
因为,所以,则,即存在,使得,故A正确;
B、,则,其中,则,即,则,故B正确;
C、当时,因为,所以,则,
,则与垂直,故C正确;
D、假设,则,即,故D错误.
故答案为: D.
【分析】利用代入坐标化简求得即可判断A;由化简计算可得,结合,即可判断B;由,求出,可得即可判断C;由等价于即可判断D.
4.【答案】A
【知识点】两角和与差的正弦公式;同角三角函数间的基本关系;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:,由余弦定理可得:,即,
再由正弦定理可得:,
则,
即,①,②,由①+②可得:.
故答案为:A.
【分析】由题意,利用余弦、正弦定理化弦为切同时进行拆角化成,再组合相加求解即可.
5.【答案】C
【知识点】数量积表示两个向量的夹角;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:分别作出如图所示:

因为所以,则,
由题意可得:,,
由,可知四点在一个圆上,
当为该圆的直径时,取最大值,此时,
在中,由余弦定理,解得,
设四边形的外接圆半径为,由正弦定理,解得,则,
,故是等边三角形,
即共起点的向量的终点所构成的三角形为等边三角形.
故答案为:C.
【分析】作出图形,由题意先判断四点共圆,推出当为圆的直径时,取最大值,推出,通过计算的三边长判断三角形的形状即可.
6.【答案】A
【知识点】平面向量的数量积运算;向量在几何中的应用
【解析】【解答】解:由,可得为的外心;
由,可得是的重心;
由,可得,即,即,
同理可证,则为的垂心.
故答案为:A.
【分析】分别根据外心,重心,垂心的定义判断判断即可.
7.【答案】C
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:,,

当时,;当时,;当时,;当时,,
则的可能取值有3个.
故答案为:C.
【分析】利用复数代数形式的除法运算和的次幂运算求解即可.
8.【答案】A
【知识点】基本不等式;平面向量的数量积运算;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解: 在中,,由正弦定理可得:,
由余弦定理可得:,即,则三角形为直角三角形,且角为直角,
因为,则,解得,
又因为,所以,
由余弦定理可得:,化简得:,则,,
因为,所以,,
因为,且,,三点共线,
所以,且,,
则,当且仅当时取等号,
故的最小值为.
故答案为:A.
【分析】由题意,利用正弦、余弦定理化简求得,,的大小,再由平面向量共线定理得到x与y的关系等式,最后利用基本不等式求解即可.
9.【答案】B,C
【知识点】复数的基本概念;复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算;复数的模;共轭复数
【解析】【解答】解:由,可得,解得,
则,
A、的虚部是2,故A错误;
B、,故B正确;
C、,故C正确;
D、在复平面对应的点为,位于虚轴上,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】根据复数相等列式求得a,b,再由复数的乘法求得z,结合复数虚部定义、复数模的定义、共轭复数的定义、复数在复平面内对应点的逐项判断即可.
10.【答案】A,B,D
【知识点】充要条件;向量的物理背景与基本概念;共线(平行)向量
【解析】【解答】解:A、若非零向量与平行,则四点可能共线,也可能不共线,故A错误;
B、向量是矢量,不能比较大小,故B错误;
C、若,则,即,反之也成立,故C正确;
D、若,不存在实数使得,故D错误.
故答案为:ABD.
【分析】根据向量平行的含义即可判断A;根据向量的概念即可判断B;根据复数的相等充要条件即可判断C;举反例即可判断D.
11.【答案】A,C,D
【知识点】平面向量的数量积运算;解三角形;正弦定理的应用;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:A、在中,,由正弦定理得:,
因为,所以,所以,所以,
则,即,故A正确;
B、由,,可得外接圆半径,
则该外接圆面积,故B错误;
C、,故C正确;
D、,,由余弦定理得:,
当且仅当时取等号,则,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】利用正弦定理结合诱导公式以及正弦的二倍角公式化简求出角A,再利用正余弦定理、三角形面积公式、向量的数量积运算逐项求解判断即可.
12.【答案】
【知识点】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角;平面向量数量积的坐标表示;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】解:由题意可得,,

因为,所以,所以.
故答案为:.
【分析】根据给定条件,利用向量的坐标运算求出向量的模及夹角余弦,进而求得夹角的正弦值,再利用定义求解即得的值 .
13.【答案】
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:,
,则,解得;
,则,解得;

则,.
故答案为:.
【分析】根据向量垂直、平行的坐标表示求出,再根据向量坐标加法运算、模长公式求解即可.
14.【答案】
【知识点】解三角形;解三角形的实际应用;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:连接,如图所示:
由题意可知,,,,,
,,
在中,由正弦定理得,可得,
在中,,,则,
在中,由余弦定理得.
故答案为:.
【分析】连接,分别在和中利用正弦定理计算,,再在中利用余弦定理计算即可.
15.【答案】(1)解:由题意可得:,
若,则,解得;
(2)解:易知,
则,


,因为,.
【知识点】平面向量的基本定理;平面向量的数量积运算;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1)用表示,再利用平面向量基本定理列方程组求解即可;
(2)先求,,,再根据向量的夹角公式求即可.
(1),,



解得;
(2),是互相垂直的单位向量,即,



,又,
.
16.【答案】解:(1),;
(2)易知也是方程的一个根,
由韦达定理可得:,,即,
则.
【知识点】复数代数形式的乘除运算;复数的模;方程的解与虚数根
【解析】【分析】(1)根据复数代数形式的加减乘除运算法则化简求得,再计算模长即可;
(2)根据实系数的一元二次方程虚根成对原理,结合韦达定理求解即可.
17.【答案】(1)解:,
,则,即,
由正弦定理可得:,
则,因为,所以,解得;
(2)解:若,由余弦定理,可得,
则,即,
的面积为,则
【知识点】解三角形;正弦定理的应用;三角形中的几何计算;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【分析】(1)根据向量垂直的坐标表示,结合正弦定理和三角形内角和化简求角即可;
(2)利用(1)求出的角和条件,以及余弦定理可求得,再利用等面积求解即可.
(1)由可得,
由正弦定理,,
则得,因,故,解得.
(2)由余弦定理,,即,
则,因,故.
于是的面积为,

18.【答案】(1)解:在中,由余弦定理,
解得,由余弦定理可得:,
因为,所以
当时,,,由正弦定理,解得,
由,故,即;
(2)解:由(1)得:,,
在中,因,,则,
由正弦定理,,解得,

,因,则,
当时,即时,
【知识点】含三角函数的复合函数的值域与最值;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)由题意,利用余弦定理求出和,再由正弦定理求得,最后由勾股定理求得即可;
(2)在中,由正弦定理求得,利用三角形面积公式表示得到,结合,利用余弦函数的性质求即可.
(1)在中,由余弦定理,,即;
于是,,因,则
当时,因,故,由正弦定理,,解得:,
又由,故,即
(2)由(1)得:,,
在中,因,,则,由正弦定理,,解得,

,因,则,
故当时,即时,
19.【答案】解:(1),
由正弦定理可得:,化简可得,
,因为,所以;
(2)若选择条件①和②,由正弦定理,可得,
则的面积;
若选择条件①和③,由余弦定理,可得,解得,,
则的面积;
若选择条件②和③,这样的三角形不存在,理由如下:在三角形中,由(1),则由正弦定理,由③可得,
而,
则,所以这样的三角形不存在.
【知识点】解三角形;正弦定理;余弦定理;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)利用正弦定理化简原式可得,再利用余弦定理可求出角A的大小即可;
(2)若选择条件①和②,由正弦定理可求出,从而可求出的面积;若选择条件①和③,由余弦定理可求出,从而可求出的面积;若选择条件②和③,由正弦定理结合已知条件可得,从而可这样的三角形不存在.
1 / 1广西壮族自治区贵百河联考2023-2024学年高一下学期4月月考数学试题
1.(2024高一下·河池月考)已知是两个单位向量,则下列四个结论正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】单位向量;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:A、是两个单位向量,模相等,但方向不一定相同,故A错误;
B、,不一定成立,故B错误;
C、,则,故C错误;
D、,故D正确.
故答案为:D.
【分析】根据单位向量的定义结合向量数量积运算判断即可.
2.(2024高一下·河池月考)若复数 满足 ,其中 为虚数单位,则 (  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】复数的基本概念;复数相等的充要条件
【解析】【解答】复数 满足 ,设 , ,可得 ,可得 ,
故答案为:B.
【分析】设出复数的代数形式,利用复数相等,得到关于a,b的方程组,求出a,b即得复数.
3.(2024高一下·河池月考)已知向量,则下列命题中不正确的是(  )
A.存在,使得 B.当时,
C.当时,与垂直 D.与可能平行
【答案】D
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示;辅助角公式;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【解答】解:A、若,则,即,
因为,所以,则,即存在,使得,故A正确;
B、,则,其中,则,即,则,故B正确;
C、当时,因为,所以,则,
,则与垂直,故C正确;
D、假设,则,即,故D错误.
故答案为: D.
【分析】利用代入坐标化简求得即可判断A;由化简计算可得,结合,即可判断B;由,求出,可得即可判断C;由等价于即可判断D.
4.(2024高一下·河池月考)在中,角的对边分别为,若,则(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】两角和与差的正弦公式;同角三角函数间的基本关系;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:,由余弦定理可得:,即,
再由正弦定理可得:,
则,
即,①,②,由①+②可得:.
故答案为:A.
【分析】由题意,利用余弦、正弦定理化弦为切同时进行拆角化成,再组合相加求解即可.
5.(2024高一下·河池月考)设向量满足,则当的最大值时,共起点的向量的终点所构成的三角形为(  )
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形 D.钝角三角形
【答案】C
【知识点】数量积表示两个向量的夹角;解三角形;正弦定理的应用
【解析】【解答】解:分别作出如图所示:

因为所以,则,
由题意可得:,,
由,可知四点在一个圆上,
当为该圆的直径时,取最大值,此时,
在中,由余弦定理,解得,
设四边形的外接圆半径为,由正弦定理,解得,则,
,故是等边三角形,
即共起点的向量的终点所构成的三角形为等边三角形.
故答案为:C.
【分析】作出图形,由题意先判断四点共圆,推出当为圆的直径时,取最大值,推出,通过计算的三边长判断三角形的形状即可.
6.(2024高一下·河池月考)已知点满足,,,则点依次是的(  )
A.重心 外心 垂心 B.重心 外心 内心
C.外心 重心 垂心 D.外心 重心 内心
【答案】A
【知识点】平面向量的数量积运算;向量在几何中的应用
【解析】【解答】解:由,可得为的外心;
由,可得是的重心;
由,可得,即,即,
同理可证,则为的垂心.
故答案为:A.
【分析】分别根据外心,重心,垂心的定义判断判断即可.
7.(2024高一下·河池月考)设,则可取的值有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数个
【答案】C
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:,,

当时,;当时,;当时,;当时,,
则的可能取值有3个.
故答案为:C.
【分析】利用复数代数形式的除法运算和的次幂运算求解即可.
8.(2024高一下·河池月考)在中,,,为线段上的动点不包括端点,且,则的最小值为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】基本不等式;平面向量的数量积运算;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解: 在中,,由正弦定理可得:,
由余弦定理可得:,即,则三角形为直角三角形,且角为直角,
因为,则,解得,
又因为,所以,
由余弦定理可得:,化简得:,则,,
因为,所以,,
因为,且,,三点共线,
所以,且,,
则,当且仅当时取等号,
故的最小值为.
故答案为:A.
【分析】由题意,利用正弦、余弦定理化简求得,,的大小,再由平面向量共线定理得到x与y的关系等式,最后利用基本不等式求解即可.
9.(2024高一下·河池月考)已知a,,,,则下列说法正确的是(  )
A.z的虚部是 B.
C. D.z对应的点在第二象限
【答案】B,C
【知识点】复数的基本概念;复数在复平面中的表示;复数代数形式的乘除运算;复数的模;共轭复数
【解析】【解答】解:由,可得,解得,
则,
A、的虚部是2,故A错误;
B、,故B正确;
C、,故C正确;
D、在复平面对应的点为,位于虚轴上,故D错误.
故答案为:BC.
【分析】根据复数相等列式求得a,b,再由复数的乘法求得z,结合复数虚部定义、复数模的定义、共轭复数的定义、复数在复平面内对应点的逐项判断即可.
10.(2024高一下·河池月考)下列命题错误的有(  )
A.若非零向量与平行,则四点共线
B.若满足且与同向,则
C.若,则的充要条件是
D.若,则存在唯一实数使得
【答案】A,B,D
【知识点】充要条件;向量的物理背景与基本概念;共线(平行)向量
【解析】【解答】解:A、若非零向量与平行,则四点可能共线,也可能不共线,故A错误;
B、向量是矢量,不能比较大小,故B错误;
C、若,则,即,反之也成立,故C正确;
D、若,不存在实数使得,故D错误.
故答案为:ABD.
【分析】根据向量平行的含义即可判断A;根据向量的概念即可判断B;根据复数的相等充要条件即可判断C;举反例即可判断D.
11.(2024高一下·河池月考)在中,角所对的边分别为,,,O为外接圆圆心,则下列结论正确的有(  )
A. B.外接圆面积为
C. D.的最大值为
【答案】A,C,D
【知识点】平面向量的数量积运算;解三角形;正弦定理的应用;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:A、在中,,由正弦定理得:,
因为,所以,所以,所以,
则,即,故A正确;
B、由,,可得外接圆半径,
则该外接圆面积,故B错误;
C、,故C正确;
D、,,由余弦定理得:,
当且仅当时取等号,则,故D正确.
故答案为:ACD.
【分析】利用正弦定理结合诱导公式以及正弦的二倍角公式化简求出角A,再利用正余弦定理、三角形面积公式、向量的数量积运算逐项求解判断即可.
12.(2024高一下·河池月考)向量的夹角为,定义运算“”:,若,,则的值为   .
【答案】
【知识点】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角;平面向量数量积的坐标表示;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】解:由题意可得,,

因为,所以,所以.
故答案为:.
【分析】根据给定条件,利用向量的坐标运算求出向量的模及夹角余弦,进而求得夹角的正弦值,再利用定义求解即得的值 .
13.(2024高一下·河池月考)向量,且,则   .
【答案】
【知识点】平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的坐标表示、模、夹角;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:,
,则,解得;
,则,解得;

则,.
故答案为:.
【分析】根据向量垂直、平行的坐标表示求出,再根据向量坐标加法运算、模长公式求解即可.
14.(2024高一下·河池月考)如图所示,为了测量A,B处岛屿的距离,小明在D处观测,A,B分别在D处的北偏西15°、北偏东45°方向,再往正东方向行驶40海里至C处,观测B在C处的正北方向,A在C处的北偏西60°方向,则A,B两处岛屿间的距离为   海里.
【答案】
【知识点】解三角形;解三角形的实际应用;三角形中的几何计算
【解析】【解答】解:连接,如图所示:
由题意可知,,,,,
,,
在中,由正弦定理得,可得,
在中,,,则,
在中,由余弦定理得.
故答案为:.
【分析】连接,分别在和中利用正弦定理计算,,再在中利用余弦定理计算即可.
15.(2024高一下·河池月考)设,是不共线的非零向量,且,.
(1)若,求,u的值.
(2)若,是互相垂直的单位向量,求与的夹角.
【答案】(1)解:由题意可得:,
若,则,解得;
(2)解:易知,
则,


,因为,.
【知识点】平面向量的基本定理;平面向量的数量积运算;数量积表示两个向量的夹角
【解析】【分析】(1)用表示,再利用平面向量基本定理列方程组求解即可;
(2)先求,,,再根据向量的夹角公式求即可.
(1),,



解得;
(2),是互相垂直的单位向量,即,



,又,
.
16.(2024高一下·河池月考)(1)已知:复数,其中为虚数单位,求及;
(2)若关于的一元二次方程的一个根是,其中,是虚数单位,求的值.
【答案】解:(1),;
(2)易知也是方程的一个根,
由韦达定理可得:,,即,
则.
【知识点】复数代数形式的乘除运算;复数的模;方程的解与虚数根
【解析】【分析】(1)根据复数代数形式的加减乘除运算法则化简求得,再计算模长即可;
(2)根据实系数的一元二次方程虚根成对原理,结合韦达定理求解即可.
17.(2024高一下·河池月考)已知中,角所对的边分别为,且.
(1)求角;
(2)若,求边上的高.
【答案】(1)解:,
,则,即,
由正弦定理可得:,
则,因为,所以,解得;
(2)解:若,由余弦定理,可得,
则,即,
的面积为,则
【知识点】解三角形;正弦定理的应用;三角形中的几何计算;平面向量垂直的坐标表示
【解析】【分析】(1)根据向量垂直的坐标表示,结合正弦定理和三角形内角和化简求角即可;
(2)利用(1)求出的角和条件,以及余弦定理可求得,再利用等面积求解即可.
(1)由可得,
由正弦定理,,
则得,因,故,解得.
(2)由余弦定理,,即,
则,因,故.
于是的面积为,

18.(2024高一下·河池月考)如图,在平面四边形中,.
(1)当时,求四边形的对角线和的长度;
(2)设,记四边形的面积为,求的表达式,并求出它的最大值.
【答案】(1)解:在中,由余弦定理,
解得,由余弦定理可得:,
因为,所以
当时,,,由正弦定理,解得,
由,故,即;
(2)解:由(1)得:,,
在中,因,,则,
由正弦定理,,解得,

,因,则,
当时,即时,
【知识点】含三角函数的复合函数的值域与最值;解三角形;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)由题意,利用余弦定理求出和,再由正弦定理求得,最后由勾股定理求得即可;
(2)在中,由正弦定理求得,利用三角形面积公式表示得到,结合,利用余弦函数的性质求即可.
(1)在中,由余弦定理,,即;
于是,,因,则
当时,因,故,由正弦定理,,解得:,
又由,故,即
(2)由(1)得:,,
在中,因,,则,由正弦定理,,解得,

,因,则,
故当时,即时,
19.(2024高一下·河池月考)已知①,②,③在这三个条件中任选两个,补充在下面的问题中,并解决该问题.
在中,角A,B,C的对边分别为,且满足
(1)求角A的大小;
(2)已知_______,_______,若存在,求的面积;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1),
由正弦定理可得:,化简可得,
,因为,所以;
(2)若选择条件①和②,由正弦定理,可得,
则的面积;
若选择条件①和③,由余弦定理,可得,解得,,
则的面积;
若选择条件②和③,这样的三角形不存在,理由如下:在三角形中,由(1),则由正弦定理,由③可得,
而,
则,所以这样的三角形不存在.
【知识点】解三角形;正弦定理;余弦定理;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(1)利用正弦定理化简原式可得,再利用余弦定理可求出角A的大小即可;
(2)若选择条件①和②,由正弦定理可求出,从而可求出的面积;若选择条件①和③,由余弦定理可求出,从而可求出的面积;若选择条件②和③,由正弦定理结合已知条件可得,从而可这样的三角形不存在.
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