河南省三門峽市2017-2018學(xué)年高一數(shù)學(xué)上學(xué)期期末考試試題(含解析).doc
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2017-2018學(xué)年河南省三門峽市高一(上)期末 數(shù)學(xué)試卷 一、選擇題(本大題共12小題,共60.0分) 1.設(shè)全集U=R,集合A={x|0<x<4},集合B={x|3≤x<5},則A∩(?UB)=( ?。? A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 先求?UB,然后求A∩(?UB). 【詳解】∵(?UB)={x|x<3或x≥5}, ∴A∩(?UB)={x|0<x<3}. 故選:D. 【點(diǎn)睛】本題主要考查集合的基本運(yùn)算,比較基礎(chǔ). 2.若直線過點(diǎn)(1,2),(4,2+ )則此直線的傾斜角是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 設(shè)直線的傾斜角為,根據(jù)直線的斜率和傾斜角的關(guān)系,即可求解. 【詳解】設(shè)直線的傾斜角為,則, 又∵,所以,故選A. 【點(diǎn)睛】本題主要考查直線的斜率與傾斜角,屬于簡單題. 求直線的傾斜角往往先求出直線的斜率,求直線斜率的常見方法有一以下三種,(1)已知直線上兩點(diǎn)的坐標(biāo)求斜率:利用 ;(2)已知直線方程求斜率:化成點(diǎn)斜式即可;(2)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求曲線切點(diǎn)處的切線斜率. 3.設(shè)一個(gè)半徑為r的球的球心為空間直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O,球面上有兩個(gè)點(diǎn)A,B,其坐標(biāo)分別為(1,2,2),(2,-2,1),則( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 由已知求得球的半徑,再由空間中兩點(diǎn)間的距離公式求得|AB|,則答案可求. 【詳解】∵由已知可得r, 而|AB|, ∴|AB|r. 故選:C. 【點(diǎn)睛】本題考查空間中兩點(diǎn)間距離公式的應(yīng)用,是基礎(chǔ)題. 4.函數(shù)的圖像的大致形狀是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 由題意得,又由可得函數(shù)圖象選B。 5.若,,,則有( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 試題分析:,,即;;. .故B正確. 考點(diǎn):指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性. 【方法點(diǎn)睛】本題主要考查用指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較大小的問題,難度一般.比較大小常用的方法有:作差法,插入數(shù)法,單調(diào)性法,圖像法等.有時(shí)幾種方法可能需同時(shí)使用. 6.三條直線l1:ax+by-1=0,l2:2x+(a+2)y+1=0,l3:bx-2y+1=0,若l1,l2都和l3垂直,則a+b等于( ) A. B. 6 C. 或6 D. 0或4 【答案】C 【解析】 【分析】 根據(jù)相互垂直的兩直線斜率之間的關(guān)系對(duì)b分類討論即可得出. 【詳解】l1,l2都和l3垂直,①若b=0,則a+2=0,解得a=﹣2,∴a+b=﹣2. ②若b≠0,則1,1, 聯(lián)立解得a=2,b=4,∴a+b=6. 綜上可得:a+b的值為﹣2或6. 故選:C. 【點(diǎn)睛】本題考查了相互垂直的直線斜率之間的關(guān)系、分類討論方法,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題. 7.由一個(gè)正方體截去一個(gè)三棱錐所得的幾何體的直觀圖如圖所示,則該幾何體的三視圖正確的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 因?yàn)橛兄庇^圖可知,該幾何體的正視圖是有一條從左上角到右下角的對(duì)角線的正方形,俯視圖是有一條從左下角角到右上角角的對(duì)角線的正方形,側(cè)視圖是有一條從左上角到右下角的對(duì)角線的正方形(對(duì)角線為虛線),所以只有選項(xiàng)D合題意,故選D. 8.已知是空間兩條不重合的直線,是兩個(gè)不重合的平面,則下列命題中正確的是( ) A. ,, B. ,, C. ,, D. ,, 【答案】D 【解析】 試題分析:A不正確,也有可能; B不正確,也有可能; C不正確,可能或或; D正確,,,,. 考點(diǎn):1線面位置關(guān)系;2線面垂直. 9.已知函數(shù)是定義域?yàn)樯系呐己瘮?shù),若在上是減函數(shù),且,則不等式的解集為( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 因?yàn)榕己瘮?shù)在上是減函數(shù),所以在上是增函數(shù), 由題意知:不等式等價(jià)于,即 ,即或,解得或 10.已知圓C:x2+y2+2x=0與過點(diǎn)A(1,0)的直線l有公共點(diǎn),則直線l斜率k的取值范圍是( ?。? A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 利用點(diǎn)到直線的距離公式和直線和圓的位置關(guān)系直接求解. 【詳解】根據(jù)題意得,圓心(﹣1,0),r=1, 設(shè)直線方程為y﹣0=k(x﹣1),即kx﹣y﹣k=0 ∴圓心到直線的距離d1,解得k 故選:B. 【點(diǎn)睛】本題考查直線和圓的位置關(guān)系,點(diǎn)到直線的距離公式,屬于基礎(chǔ)題. 11.在實(shí)數(shù)的原有運(yùn)算法則中,補(bǔ)充定義新運(yùn)算“”如下:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,已知函數(shù),則滿足的實(shí)數(shù)的取值范圍是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 當(dāng)時(shí),; 當(dāng)時(shí),; 所以, 易知,在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞增, 且時(shí),,時(shí),, 則在上單調(diào)遞增, 所以得:,解得,故選C。 點(diǎn)睛:新定義的題關(guān)鍵是讀懂題意,根據(jù)條件,得到,通過單調(diào)性分析,得到在上單調(diào)遞增,解不等式,要符合定義域和單調(diào)性的雙重要求,則,解得答案。 12.已知函數(shù),對(duì)于任意且.均存在唯一實(shí)數(shù),使得,且.若關(guān)于的方程有4個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,則 的取值范圍是 ( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 由題意得 ,作出函數(shù)圖像,由圖知 ,選C. 點(diǎn)睛: 對(duì)于方程解的個(gè)數(shù)(或函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù))問題,可利用函數(shù)的值域或最值,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性、草圖確定其中參數(shù)范圍.從圖象的最高點(diǎn)、最低點(diǎn),分析函數(shù)的最值、極值;從圖象的對(duì)稱性,分析函數(shù)的奇偶性;從圖象的走向趨勢,分析函數(shù)的單調(diào)性、周期性等. 二、填空題(本大題共4小題,共20.0分) 13.已知函數(shù)f(x)=1g(2x-1)的定義城為______. 【答案】 【解析】 【分析】 根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)定義得2x﹣1>0,求出解集即可. 【詳解】∵f(x)=lg(2x﹣1), 根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)定義得2x﹣1>0, 解得:x>0, 故答案為:(0,+∞). 【點(diǎn)睛】考查具體函數(shù)的定義域的求解,考查了指數(shù)不等式的解法,屬于基礎(chǔ)題. 14.在平面直角坐標(biāo)系中,動(dòng)點(diǎn)P到兩條直線與的距離之和等于2,則點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為_________. 【答案】 【解析】 ∵3x﹣y=0與x+3y=0的互相垂直,且交點(diǎn)為原點(diǎn), ∴設(shè)點(diǎn)P到兩條直線的距離分別為a,b,則a≥0,b≥0, 則a+b=2,即b=2﹣a≥0, 得0≤a≤2, 由勾股定理可知===, ∵0≤a≤2, ∴當(dāng)a=1時(shí),的距離, 故答案為:. 15.已知符號(hào)函數(shù)sgn(x),則函數(shù)f(x)=sgn(x)﹣2x的所有零點(diǎn)構(gòu)成的集合為_____. 【答案】 【解析】 【分析】 根據(jù)的取值進(jìn)行分類討論,得到等價(jià)函數(shù)后分別求出其零點(diǎn),然后可得所求集合. 【詳解】①當(dāng)x>0時(shí),函數(shù)f(x)=sgn(x)﹣2x =1﹣2x,令1﹣2x=0,得x=, 即當(dāng)x>0時(shí),函數(shù)f(x)的零點(diǎn)是; ②當(dāng)x=0時(shí),函數(shù)f(x)=0,故函數(shù)f(x)的零點(diǎn)是0; ③當(dāng)x<0時(shí),函數(shù)f(x)=﹣1﹣2x,令﹣1﹣2x=0,得x=, 即當(dāng)x<0時(shí),函數(shù)f(x)的零點(diǎn)是. 綜上可得函數(shù)f(x)=sgn(x)﹣x的零點(diǎn)的集合為:. 故答案為:. 【點(diǎn)睛】本題主要考查函數(shù)零點(diǎn)的求法,解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意得到函數(shù)的解析式,考查轉(zhuǎn)化思想、分類討論思想,是基礎(chǔ)題. 16.如圖,在棱長均相等的正四棱錐P-ABCD中,O為底面正方形的重心,M,N分別為側(cè)棱PA,PB的中點(diǎn),有下列結(jié)論: ①PC∥平面OMN; ②平面PCD∥平面OMN; ③OM⊥PA; ④直線PD與直線MN所成角的大小為90. 其中正確結(jié)論的序號(hào)是______.(寫出所有正確結(jié)論的序號(hào)) 【答案】①②③ 【解析】 【分析】 連接AC,易得PC∥OM,可判結(jié)論①. 證得平面PCD∥平面OMN,可判結(jié)論②正確. 由勾股數(shù)可得PC⊥PA,得到OM⊥PA,可判結(jié)論③正確. 根據(jù)線線平行先找到直線PD與直線MN所成的角為∠PDC,知三角形PDC為等邊三角形,所以∠PDC=60,可判④錯(cuò)誤. 【詳解】如圖,連接AC,易得PC∥OM,所以PC∥平面OMN,結(jié)論①正確. 同理PD∥ON,所以平面PCD∥平面OMN,結(jié)論②正確. 由于四棱錐的棱長均相等,所以AB2+BC2=PA2+PC2=AC2,所以PC⊥PA,又PC∥OM,所以O(shè)M⊥PA,結(jié)論③正確. 由于M,N分別為側(cè)棱PA,PB的中點(diǎn),所以MN∥AB,又四邊形ABCD為正方形,所以AB∥CD,所以直線PD與直線MN所成的角即為直線PD與直線CD所成的角,為∠PDC,知三角形PDC為等邊三角形,所以∠PDC=60,故④錯(cuò)誤. 故答案為:①②③. 【點(diǎn)睛】本題考查線面平行、面面平行,考查線線角,考查學(xué)生分析解決問題的能力,屬于中檔題. 三、解答題(本大題共6小題,共70.0分) 17.直線l經(jīng)過兩直線l1:2x-y+4=0與l2:x-y+5=0的交點(diǎn),且與直線x-2y-6=0垂直. (1)求直線l的方程. (2)若點(diǎn)P(a,1)到直線l的距離為,求實(shí)數(shù)a的值. 【答案】(1);(2)或 【解析】 試題分析:(1)解方程組可得直線的交點(diǎn)為(1,6),然后根據(jù)垂直可得直線l的斜率,由點(diǎn)斜式可得l的方程;(2)有點(diǎn)到直線的距離公式可得,解得a=1或a=6,即為所求。 試題解析: (1)由得 所以直線l1與l2的交點(diǎn)為(1,6), 又直線l垂直于直線x-2y-6=0, 所以直線l的斜率為k=-2, 故直線l的方程為y-6=-2(x-1), 即2x+y-8=0. (2)因?yàn)辄c(diǎn)P(a,1)到直線l的距離等于, 所以=, 解得a=1或a=6. 所以實(shí)數(shù)a的值為1或6. 18.如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是平行四邊形,∠BCD=60,AB=2AD,PD⊥平面ABCD,點(diǎn)M為PC的中點(diǎn). (1)求證:PA∥平面BMD; (2)求證:AD⊥PB; (3)若AB=PD=2,求點(diǎn)A到平面BMD的距離. 【答案】(1)詳見解析;(2)詳見解析;(3). 【解析】 【分析】 (1)設(shè)AC和BD交于點(diǎn)O,MO為三角形PAC的中位線可得MO∥PA,再利用直線和平面平行的判定定理,證得結(jié)論. (2)由PD⊥平面ABCD,可得PD⊥AD,再由cos∠BAD,證得 AD⊥BD,可證AD⊥平面PBD,從而證得結(jié)論. (3)點(diǎn)A到平面BMD的距離等于點(diǎn)C到平面BMD的距離h,求出MN、MO的值,利用等體積法求得點(diǎn)C到平面MBD的距離h. 【詳解】(1)證明:設(shè)AC和BD交于點(diǎn)O,則由底面ABCD是平行四邊形可得O為AC的中點(diǎn). 由于點(diǎn)M為PC的中點(diǎn),故MO為三角形PAC的中位線,故MO∥PA.再由PA不在平面BMD內(nèi),而MO在平面BMD內(nèi), 故有PA∥平面BMD. (2)由PD⊥平面ABCD,可得PD⊥AD,平行四邊形ABCD中,∵∠BCD=60,AB=2AD, ∴cos∠BADcos60,∴AD⊥BD. 這樣,AD垂直于平面PBD內(nèi)的兩條相交直線,故AD⊥平面PBD,∴AD⊥PB. (3)若AB=PD=2,則AD=1,BD=AB?sin∠BAD=2, 由于平面BMD經(jīng)過AC的中點(diǎn),故點(diǎn)A到平面BMD的距離等于點(diǎn)C到平面BMD的距離. 取CD得中點(diǎn)N,則MN⊥平面ABCD,且MNPD=1. 設(shè)點(diǎn)C到平面MBD的距離為h,則h為所求. 由AD⊥PB 可得BC⊥PB,故三角形PBC為直角三角形. 由于點(diǎn)M為PC的中點(diǎn),利用直角三角形斜邊的中線等于斜邊的一半,可得MD=MB,故三角形MBD為等腰三角形, 故MO⊥BD. 由于PA,∴MO. 由VM﹣BCD=VC﹣MBD 可得,?()?MN?(BDMO )h, 故有 ()1?()?h, 解得h. 【點(diǎn)睛】本題主要考查直線和平面平行的判定定理,直線和平面垂直的性質(zhì),用等體積法求點(diǎn)到平面的距離,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合和等價(jià)轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔題. 19.已知為定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時(shí),函數(shù)解析式為. (Ⅰ)求的值,并求出在上的解析式; (Ⅱ)求在上的最值. 【答案】(Ⅰ)在上的解析式為f(x)=2x-4x;(Ⅱ)函數(shù)在[0,1]上的最大與最小值分別為0,-2. 【解析】 試題分析:(Ⅰ)由于f(x)為定義在[-1,1]上的奇函數(shù),故f(0)=0,即f(0)==1-=0.從而=1. 設(shè)x∈[0,1],則-x∈[-1,0].由f(-x)=-f(x)即可得在上的解析式.(Ⅱ)當(dāng)x∈[0,1],f(x)=2x-4x=2x-(2x)2,設(shè)t=2x(t>0),則f(t)=t-t2.這樣轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)在給定區(qū)間上的最大值,最大值. 試題解析:解:(Ⅰ)∵f(x)為定義在[-1,1]上的奇函數(shù),且f(x)在x=0處有意義, ∴f(0)=0,即f(0)==1-=0. ∴=1. 設(shè)x∈[0,1],則-x∈[-1,0]. ∴f(-x)=-=4x-2x. 又∵f(-x)=-f(x) ∴-f(x)=4x-2x. ∴f(x)=2x-4x. 所以,在[上的解析式為f(x)=2x-4x (Ⅱ)當(dāng)x∈[0,1],f(x)=2x-4x=2x-(2x)2, ∴設(shè)t=2x(t>0),則f(t)=t-t2. ∵x∈[0,1],∴t∈[1,2]. 當(dāng)t=1時(shí),取最大值,最大值為1-1=0. 當(dāng)t=0時(shí),取最小值為-2. 所以,函數(shù)在[0,1]上的最大與最小值分別為0,-2. 考點(diǎn):1、函數(shù)的奇偶性;2、函數(shù)的解析式;3、函數(shù)的最值. 20.如圖,幾何體EF-ABCD中,四邊形CDEF是正方形,四邊形ABCD為直角梯形,AB∥CD,AD⊥DC,△ACB是腰長為2的等腰直角三角形,平面CDEF⊥平面ABCD. (1)求證:BC⊥AF; (2)求幾何體EF-ABCD的體積. 【答案】(1)詳見解析;(2). 【解析】 【分析】 (1)推導(dǎo)出FC⊥CD,F(xiàn)C⊥BC,AC⊥BC,由此BC⊥平面ACF,從而BC⊥AF. (2)推導(dǎo)出AC=BC=2,AB4,從而AD=BCsin∠ABC=22,由V幾何體EF﹣ABCD=V幾何體A﹣CDEF+V幾何體F﹣ACB,能求出幾何體EF﹣ABCD的體積. 【詳解】(1)因?yàn)槠矫鍯DEF⊥平面ABCD, 平面CDEF∩平面ABCD=CD, 又四邊形CDEF是正方形, 所以FC⊥CD,F(xiàn)C?平面CDEF, 所以FC⊥平面ABCD,所以FC⊥BC. 因?yàn)椤鰽CB是腰長為2的等腰直角三角形, 所以AC⊥BC. 又AC∩CF=C,所以BC⊥平面ACF. 所以BC⊥AF. (2)因?yàn)椤鰽BC是腰長為2的等腰直角三角形, 所以AC=BC=2,AB==4, 所以AD=BCsin∠ABC=2=2, CD=AB=BCcos∠ABC=4-2cos45=2, ∴DE=EF=CF=2, 由勾股定理得AE==2, 因?yàn)镈E⊥平面ABCD,所以DE⊥AD. 又AD⊥DC,DE∩DC=D,所以AD⊥平面CDEF. 所以V幾何體EF-ABCD=V幾何體A-CDEF+V幾何體F-ACB = =+ = =. 【點(diǎn)睛】本題考查線線垂直的證明,考查幾何體的體積的求法,考查空間中線線、線面、面面間的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是中檔題. 21.已知圓M的方程為x2+(y-2)2=1,直線l的方程為x-2y=0,點(diǎn)P在直線l上,過P點(diǎn)作圓M的切線PA,PB,切點(diǎn)為A,B. (1)若∠APB=60,試求點(diǎn)P的坐標(biāo); (2)若P點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,1),過P作直線與圓M交于C,D兩點(diǎn),當(dāng)時(shí),求直線CD的方程; (3)求證:經(jīng)過A,P,M三點(diǎn)的圓必過定點(diǎn),并求出所有定點(diǎn)的坐標(biāo). 【答案】(1)或(2)x+y-3=0或x+7y-9=0(3)詳見解析 【解析】 試題分析:(1)設(shè)P(2m,m),代入圓方程,解得m,進(jìn)而可知點(diǎn)P的坐標(biāo);(2)設(shè)直線CD的方程為:y-1=k(x-2),由圓心M到直線CD的距離求得k,則直線方程可得;(3)設(shè)P(2m,m),MP的中點(diǎn),因?yàn)镻A是圓M的切線,進(jìn)而可知經(jīng)過A,P,M三點(diǎn)的圓是以Q為圓心,以MQ為半徑的圓,進(jìn)而得到該圓的方程,根據(jù)其方程是關(guān)于m的恒等式,進(jìn)而可求得x和y,得到經(jīng)過A,P,M三點(diǎn)的圓必過定點(diǎn)的坐標(biāo) 試題解析:(1)設(shè)P(2m,m),由題可知MP=2,所以(2m)2+(m-2)2=4, 解之得:, 故所求點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(0,0)或. (2)設(shè)直線CD的方程為:y-1=k(x-2),易知k存在, 由題知圓心M到直線CD的距離為,所以, 解得,k=-1或,故所求直線CD的方程為:x+y-3=0或x+7y-9=0. (3)設(shè)P(2m,m),MP的中點(diǎn), 因?yàn)镻A是圓M的切線,所以經(jīng)過A,P,M三點(diǎn)的圓是以Q為圓心,以MQ為半徑的圓, 故其方程為: 化簡得:x2+y2-2y-m(2x+y-2)=0,此式是關(guān)于m的恒等式, 故x2+y2-2y=0且(2x+y-2)=0, 解得或 所以經(jīng)過A,P,M三點(diǎn)的圓必過定點(diǎn)(0,2)或 考點(diǎn):圓方程的綜合運(yùn)用 22.已知函數(shù)f(x)=. (1)若f(2)=a,求a的值; (2)當(dāng)a=2時(shí),若對(duì)任意互不相等的實(shí)數(shù)x1,x2∈(m,m+4),都有>0成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍; (3)判斷函數(shù)g(x)=f(x)-x-2a(<a<0)在R上的零點(diǎn)的個(gè)數(shù),并說明理由. 【答案】(1);(2);(3)個(gè)零點(diǎn),理由見解析. 【解析】 【分析】 (1)分類討論求出f(2),代入 f(2)=a,解方程可得; (2)a=2時(shí),求出分段函數(shù)的增區(qū)間;“對(duì)任意互不相等的實(shí)數(shù)x1,x2∈(m,m+4),都有0成立”?f(x)在(m,m+4)上是增函數(shù),根據(jù)子集關(guān)系列式可得m的范圍; (3)按照x≥a和x<a這2種情況分別討論零點(diǎn)個(gè)數(shù). 【詳解】解:(1)因?yàn)閒(2)=a, 當(dāng)a≤2時(shí),4-2(a+1)+a=a,解得a=1符合; 當(dāng)a<2時(shí),-4+2(a+1)-a=a,此式無解; 綜上可得:a=1. (2)當(dāng)a=2時(shí),f(x)=, ∴f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(-∞,)和(2,+∞), 又由已知可得f(x)在(m,m+4)上單調(diào)遞增, 所以m+4≤,或m≥2, 解得m≤-或m≥2, ∴實(shí)數(shù)m的取值范圍是(-∞,-]∪[2,+∞); (3)由題意得g(x)= ①當(dāng)x≥a時(shí),對(duì)稱軸為x=, 因?yàn)?, 所以f(a)=a2-a2-2a-a=-3a>0, ∵-a=>a, ∴f()=-=-<0, 由二次函數(shù)可知,g(x)在區(qū)間(a,)和區(qū)間(,+∞)各有一個(gè)零點(diǎn); ②當(dāng)x<a時(shí),對(duì)稱軸為x=>a, 函數(shù)g(x)在區(qū)間(-∞,a)上單調(diào)遞增且f()=0, 所以函數(shù)在區(qū)間(-∞,a)內(nèi)有一個(gè)零點(diǎn). 綜上函數(shù)g(x)=f(x)-x-2a(-<a<0)在R上有3個(gè)零點(diǎn). 【點(diǎn)睛】本題考查了分段函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用及函數(shù)零點(diǎn)問題,考查了分類討論思想的運(yùn)用,屬于難題.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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