福建省晋江市五校2023-2024学年高二上学期期中联考数学试题(PDF版含答案)

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名称 福建省晋江市五校2023-2024学年高二上学期期中联考数学试题(PDF版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-11-14 23:30:42

文档简介

2023 年秋季期中联考高二年数学科试卷参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B C B A B C B D BC AC BD ABD
13、 5 14、 x2 4 y2 4x 2y 0 15、 16、3
25
17、解:(1) 2a b (2, 6,4) ( 2,11) (0, 5,5) ,··············································· 2
故 2a b 02 ( 5)2 52 5 2 .····································································4
由题意,可设
OE OA t AB (-3,-1,4) t(1, 1, 2) ( 3 t, 1 t,4 2t)(t 0).······················ 6
由OE b,得OE b 0,·················································································· 7
所以 -(2 3 t) ( 1 t) (4 2t) 0 9 ,解得 t .·············································· 9
5
E 6 14 2因此点 的坐标为(- ,- ,)
5 5 5 ·········································································· 10
18、解:(1)根据题意,分 2 种情况讨论:
当斜率不存在时,过点 (2,1)的直线的方程是 = 2,与圆 2 + 2 = 4 相切,满足条件,
当斜率存在时,设直线方程: 1 = ( 2),即 2 + 1 = 0,······················ 3
= |1 2 | = 2 = 3直线与圆相切时, 2 ,解可得 +1 4,
此时,直线 的方程为 3 + 4 10 = 0;·································································5
所以,满足条件的直线方程是 = 2 或 3 + 4 10 = 0;·········································· 6
(2)根据题意,若| | = 2 3,则圆心到直线的距离 = 2 ( | | )2 = 1,··················· 82
则直线 的斜率一定存在,设直线方程: 1 = ( 2),即 2 + 1 = 0,········· 9
则 =
|1 2 | = 1
2 ,解可得 = 0
4
或 ,·····································································11
+1 3
所以满足条件的直线方程是 4 3 5 = 0 或 = 1. ······································ 12
19、解:(1)证明:
高二年数学科试卷 第 1 页 共 12 页
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AC1 AB AD AA1 1
1 3
AB AD AA1 AA1 24 4

(AB 1 BB1) (AD
3
DD1) 3 ,
4 4
AB BE AD DF

AE AF 4
所以 AC1, AE, AF 共面,且 A为公共点,·················· 5
所以 A,E,C1,F 四点共面;····································· 6
3 3
(2) AF AD DF AD DD1 AD AA1 ,··················································74 4
AE AB BE AB 1 1 BB1 AB AA1 ,·························································84 4
EF AF AE (AD 3 AA1)
1
(AB AA1) AB
1
AD AA1 ,··················104 4 2
EF xAB yAD zAA1,
x 1, y 1, z 1 ,······················································································ 11
2
x y z 1 .················································································· 12
2
20、(1)取 PD的中点 E,连接 AE,NE,···························································· 1
N ,E分别为 PC,PD 1的中点,∴ NE //CD且NE CD,
2
又M 为 AB的中点,底面 ABCD AM //CD AM 1为矩形,∴ 且 CD,
2
∴ NE // AM且NE AM ,故四边形 AMNE为平行四边形,
∴MN // AE ······································································································ 3
又∵ AE 平面 PAD ,MN 平面 PAD ,···························································· 4
∴MN //平面PAD ····························································································· 5
(2)由题意,建立如图所示的空间直角坐标系,······················································ 6
∵ PA AD AB 2 ,所以C(2,2,0),M (1,0,0),P(0,0,2),D(0,2,0),······················· 7
高二年数学科试卷 第 2 页 共 12 页
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故 PD (0,2, 2),PC (2,2, 2),MC (1,2,0) ,设平面 PMC的法向量 n (x, y, z) ,
2 + 2 2 = 0
则 = 0 + 2 = 0 ,得 n (2,-1,1) ,·············································· 9 = 0
设 PD与平面 PMC所成角为 ,
2 2
则 sin cos PD,n 3 ,···························································· 11
2 2 6 3
PD PMC 3故 与平面 所成角的正弦值为 .·····························································12
3
21、解: 设点 的坐标为 ,根据题设条件有 ,
所以有 ,········································································· 1
化简,得 .··················································································· 2
所以 ,················································ 3
,···········································································4
由题知,当 时, 最小,此时 , ,·············5
则四边形 面积的最小值为 .······································································· 6
设 ,由切线的几何性质,可知 , 两点在以 为直径的圆上,
此圆的方程为 ,······························································· 8
而直线 是此圆与圆 的相交弦所在直线,
由两圆方程相减可得 的方程为 ,···································· 10
联立
所以直线 恒过定点,定点为 .···································································12
高二年数学科试卷 第 3 页 共 12 页
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22、(1)如图,
取 AC G 1中点 ,连接 FG和EG,由已知得DE // BC,且DE BC.
2
因为 F ,G分别为 AB, AC 1的中点,所以 FG // BC ,且 FG BC
2
所以DE // FG,且DE FG.
所以四边形DEGF是平行四边形.
所以 EG //DF .································································································ 1
因为翻折的 BC AC ,易知DE AC.
所以翻折后DE EA,DE EC .
又因为 EA EC E, EA,EC 平面AEC,
所以DE 平面AEC.
因为DE // BC,
所以 BC 平面AEC.······················································································· 3
因为 EG 平面AEC,所以EG BC.
因为 ACE是等边三角形,点G是 AC中点,所以 EG AC
又因为 AC BC C, AC,BC 平面ABC.
所以 EG 平面ABC.
因为 EG //DF ,所以DF 平面ABC.······························································· 5
(2)(方法一)如图,
高二年数学科试卷 第 4 页 共 12 页
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过点 E作 EH EC ,以E为原点,EH ,EC,ED所在直线分别为 x, y, z轴,建立空间直
角坐标系 E - xyz,······························································································ 6
设DE a,则 A( 3,1,0),B(0,2,2a),C(0,2,0),D(0,0,a),
则 AB (- 3,1,2a),AC (- 3,1,0),CD (0,-2,a),················································7
因为DE 平面AEC.所以 ED (0,0,a)是平面 AEC的法向量,····························· 8
设面 ACD的法向量为m (x, y, z),则
3
= 0 3 + = 0 =
,即 ,解得
3 .
= 0 2 + = 0 = 2

取 y 3a,得m (a, 3a,2 3). ···································································· 9

因为二面角D - AC - E为 ,
6
m ED 2 3a 3
所以 cos cos m,ED ,···································10
6 m ED 4a2 12 a 2
解得 a 1,所以m (1, 3,2 3) , AB (- 3,1,2).············································· 11
记直线 AB与平面 ACD所成角为 ,
m AB - 3 3 4 3 6
则 sin cos m, AB ,
m AB 4 2 2 4
高二年数学科试卷 第 5 页 共 12 页
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6
所以直线 AB与平面 ACD所成角的正弦值为 .················································· 12
4
(方法二)如图,
连接DG,因为DE 平面AEC, AC 平面AEC,所以 AC DE.
又因为 AC EG,DE EG E,DE,EG 平面DEG.所以 AC 平面DEC .
因为 DG,EG 平面DEG ,所以 AC EG , AC DG ,所以 DGE 是二面角
D - AC - E的平面角,故 DGE .································································· 7
6
由 ACE是边长为 2 的等边三角形,得 EG 3 ,
Rt DGE tan DGE tan 3 DE在 中, ,所以DE 1,BC 2.···················8
6 3 EG
过点 F 作FI DG,垂足为 I ,
因为 AC 平面DEGF , AC 平面ACD,所以平面DEGF 平面ACD .
又因为平面DEGF 平面ACD DG, FI 平面DEGF,且 FI DG,
所以 FI 平面ACD.
连接 AI,则 FAI 即为直线 AB与平面ACD所成的角.········································ 10
在 Rt DFG中,DF 3 , FG 1,得DG 2,由等面积法得DG FI DF FG,
解得 FI 3 .
2
高二年数学科试卷 第 6 页 共 12 页
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在 Rt AFG中, AG 1, FG 1,所以 AF 2 .············································· 11
3
在 Rt AFI FI 6中, sin FAI 2 ,······················································12
AF 2 4
6
所以直线 AB与平面 ACD所成角的正弦值为 .
4
选填题详解
1.【详解】由已知得 = 3 + 1,
故直线斜率 = 3
由于倾斜的范围是 0, +∞ ,

则倾斜角为3. 故选:B.
4 = 2 = 2
2、【详解】 a // b, R,使得b a,得 = ,解得: = 2,所以 = 3 = 6 m n 4
故选:C
3、【详解】直线 x 2y 1 0 k 1 l l ' l '的斜率 1 ,因为 ,故 的斜率 k ' 2,故直线2 l
l '的方程为 y 2 2(x 1) ,即 2x y 0 ,故选:B.
4 、 解 : 点 A(9,8,5) 在 坐 标 平 面 xOz 内 的 射 影 B 的 坐 标 为 (9,0,5) ,
OB 92 52
,故选 A.
106
3
5、【详解】以向量m ( 3,1) 为方向向量的直线 l的斜率 k
3
则过点 P的直线 l y 3的方程为 (x 1) 2,即 x 3y 1 2 3 0
3
3 3 1 2 3
A 31 3则点 ( ,)到直线 l的距离 d 1 故选:B
1 3 2
6、解: 圆的方程为(x 1)2 y2 1,
过点(1,2)作圆的切线方程,
高二年数学科试卷 第 7 页 共 12 页
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显然,切线斜率存在,
设切线方程为 y 2 k(x 1),即 kx y 2 k 0.
k 2 k
则 1,
k 2 1
解得: k 3 .
y 2
则 的取值范围为 - ,- 3 3, .故选 C.
x 1
7.【详解】在正三棱柱 ABC A1B1C1中,向量 BA,BC,BB1 不共面, AB1 BB1 BA,
BC1 BC BB1 ,
令 BB1 a,则 BA BC 2a,而 BB1 BA,BC BB1,
于是得
2
AB1 BC1 (BB1 BA) (BC BB1) BB1 BC BB1 BA BC BA BB1
a2 2a 2acos 60 0,

因此, AB1 BC1 ,
所以 AB1与BC1所成角的大小为90 .故选:B
8.【详解】由 PA PB,要使 AB 最大只需 P到 AB中点C
距离最大,
又 | PC | | AC | | BC |且 |OC |2 | AC |2 |OC |2 | PC |2 9,
令 C(x, y) , 则 x2 y2 (x 1)2 (y 1)2 9 , 整 理 得
(x 1 )2 (y 1 )2 4,
2 2
C (1 , 1所以 轨迹是以 ) 为圆心, 2 为半径的圆,又
2 2
(1 1 )2 (1 1 )2 4,即 P在圆内,
2 2
高二年数学科试卷 第 8 页 共 12 页
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故 | PC | 2 2max ,而 AB | AC | | BC | 2 | PC |,故 | AB |2 max
4 2 .
故选:D
9 l1 l、【详解】直线 , 2 l l, 3, 4 k,斜率分别是 1 k2 k , , 3 ,k4 ,倾斜角分别是 1, 2, 3,
4 ,
由倾斜角定义知0

1 4 ,

3 , 2 0, 2 1 4 3 ,故 C 正确;2 2
由 k tan ,知 k2 0, k3 0,0 k1 k4 , k3 k2 k1 k4 ,故 B 正确;故选:BC
10、【详解】对于 A,当 a -1时,直线 l的方程为 x y 1 0 ,其斜率为 1,而直线 x y 0
的斜率为-1,
所以当 a -1时,直线 l与直线 x y 0垂直,所以 A 正确;
2
对于 B,若直线 l与直线 x y 0平行,则 a a 1 1,解得 a 0 或 a -1,所以 B
错误;
对于 C,当 x 0 时, y 1,与 a 无关,故直线 l过定点 (0,1) ,所以 C 正确;
对于 D,当 a 0 时,直线 l的方程为 x y 1 0 ,在两坐标轴上的截距分别是-1,1,
不相等,所以 D 错误,故选:AC.
11、解:由题意, 的欧拉线即 的垂直平分线,
, ,
的中点坐标为 ,

则 的垂直平分线方程为 ,即 .
由“欧拉线”与圆 相切,
到直线 的距离 ,
,则圆的方程为: ,
圆心 到原点的距离为 ,
则圆 上的点到原点的最大距离为 ,故 A错误
圆心 到直线 的距离为 ,
高二年数学科试卷 第 9 页 共 12 页
{#{QQABLYSUoggAABIAAAgCQw3wCkCQkAECCKoOREAIIAABgBNABAA=}#}
圆 上存在三个点到直线 的距离为 ,故 B正确
的几何意义为圆上的点与定点 连线的斜率,
设过 与圆相切的直线方程为 ,即 ,
由 ,解得 ,
的最小值是 ,故 C错误
的圆心坐标 ,半径为 ,
圆 的 的圆心坐标为 ,半径为 ,
要使圆 与圆 有公共点,则圆心距的范围为 ,
,解得 ,故 D正确.故选: .
12、【详解】在选项 A 中,∵ A1C1 B1D1, A1C1 BB1,B1D1 BB1 B1 ,
且 B1D1,BB1 平面BB1D1,
∴ A1C1 平面BB1D1,BD1 平面BB1D1,
∴ A1C1 BD1,同理,DC1 BD1,
∵ A1C1 DC1 C1,且 A1C1,DC1 平面A1C1D ,
∴直线 BD1 平面A1C1D,故 A 正确;
在选项 B 中,
∵ A1D // B1C, A1D 平面A1C1D, B1C 平面A1C1D,
∴ B1C //平面A1C1D,
∵点 P在线段 B1C上运动,
∴ P到平面 A1C1D的距离为定值,又 A1C1D的面积是定值,
∴三棱锥 P - A1C1D的体积为定值,故 B 正确;
在选项 C 中,
∵ A1D // B1C,,
高二年数学科试卷 第 10 页 共 12 页
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∴异面直线 AP与 A1D所成角为直线 AP与直线 B1C的夹角.
易知 AB1C为等边三角形,
当 P为 B1C的中点时, AP B1C ;
当 P 与点 B1 或C重合时,直线 AP与直线 B1C的夹角为 .3

故异面直线 AP与 A1D所成角的取值范围是 , ,故 C 错误; 3 2
在选项 D中,
以D为原点,DA为 x轴,DC 为 y轴,DD1 为 z轴,建立空间直角坐标系,如图,
设正方体 ABCD - A1B1C1D1的棱长为 1,
则 P(a,1,a),C1(0,1,1),B(1,1,0),D1(0,0,1),
所以C1P (a,0,a 1),D1B (1,1, 1) .
由 A 选项正确:可知D1B (1,1, 1) 是平面 A1C1D的一个法向量,
∴直线C1P与平面 A1C1D所成角的正弦值为:
C1P D1B 1 1

C P D B a2 2 1 11 1 (a 1) 3 3 2(a )2
2 2
高二年数学科试卷 第 11 页 共 12 页
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a 1 6∴当 时,直线C1P与平面 A1C1D所成角的正弦值的最大值为 ,故 D 正确.2 3
故选:ABD
- 4 - 2
13、【详解】由条件可知, 3,解得 x 5.故答案为:5
3- x
14、【详解】由直线截距式方程知: A(4,0),B(0,2),
AB 2 2所以 中点坐标为(2,1 ),且 AB 4 2 2 5 ,
所以以 AB为直径的圆的圆心为(2,1 ),半径为 5 ,
2 2
所以以线段 AB为直径的圆的方程为(x 2) (y 1) 5 ,
2 2
化为一般方程为 x y 4x 2y 0 .
15、【详解】由m2 n2可化为 ( (m 0)2 (n 0)2 )2 ,转化为点M (m,n) 到点 (0,0) 的距离
的平方,
因为点M (m,n) 为直线 l : 3x 4y 2 0上的动点,
| 0 0 2 | 2
由原点O(0,0) 到直线 l : 3x 4y 2 0的距离为 d
9 16 5

所以m2 2
4
n 最小值为 .25
16、【详解】由已知直线 l : xcos ysin 1(0 2 ) ,
1
则原点到直线 l的距离为 12 2 ,sin cos
2 2
由直线 l与圆C : x 2 y 5 4相切,
则圆心 2, 5 到直线 l的距离为 2,
满足条件的直线 l即为圆 x2 y2 1和圆 (x 2)2 (y 5)2 4的公切线,
圆 x2 y2 1和圆 (x 2)2 (y 5)2 4外切,
这两个圆有两条外公切线和一条内公切线,
满足条件的直线 l有 3 条.
故答案为:3.
高二年数学科试卷 第 12 页 共 12 页
{#{QQABLYSUoggAABIAAAgCQw3wCkCQkAECCKoOREAIIAABgBNABAA=}#}2023 年秋季期中联考高二年数学科试卷
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 150 分.考试时间 120 分
钟.
2.请将各题答案填写在答题卡上.
3.测试范围:选择性必修第一册(人教 A版 2019)第一章、第二章
第Ⅰ卷
一、单选题:本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题目要求。
1.直线 3 + 1 = 0 的倾斜角为( )
2 5
A.6 B.3 C. 3 D. 6
2、已知两个向量a (2, 1,3),b (4,m,n), 且a // b,则m n 的值为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
3、过点 P( 1,2) 且与直线 x 2y 1 0 垂直的直线方程为( )
A. 2x y 4 0 B. 2x y 0 C. x 2y -3 0 D. x 2y 5 0

4、在空间直角坐标系Oxyz中,点 B是点 A(9,8,5) 在平面 xOz内的射影,则OB ( )
A. 106 B. 89 C. 145 D. 170

5、已知点 P(1,2) ,向量m ( 3,1) ,过点 P 作以向量m为方向向量的直线为 l,则点
A(3,1)到直线 l的距离为( )
3 1 1 3A. B. C. 2 3 D. 2 3
2
y 2
6、已知圆的方程为 x2 y2 2x 0,M (x, y)为圆上任意一点,则 的取值范围是( )
x 1
A. - 3,3 B. -1,1
C. - ,- 3 3, D. - ,-1 1,
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{#{QQABLYSUoggAABIAAAgCQw3wCkCQkAECCKoOREAIIAABgBNABAA=}#}
7.如图,在正三棱柱 ABC A1B1C1中,若 AB 2BB1,则 AB1 与BC1
所成角的大小为( )
A.60 B.90 C.105 D.75
8.在平面直角坐标系 xOy中,已知A , B为圆 x2 y2 9上两动点,点
P 1,1 ,且 PA PB,则 AB 的最大值为( )
A.3 2 B.3 2 C. 4 2 D. 4 2
二 选择题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.在每小题给出的选项中,有多项符合
题目要求.全部选对的得 5分,部分选对的得 2 分,有选错的得 0 分
9、如图所示,下列四条直线 l1, l2, l3, l4,斜率分别是 k1, k2 , k3 , k4 ,倾斜角分别是
1, 2, 3, 4 ,则下列关系正确的是( )
A. k2 k1 k4 k3 B. k3 k2 k1 k4
C. 2 1 4 3 D. 3 2 1 4
10、已知直线 l : (a2 a 1)x y 1 0, 其中 a R,则( )
A.当 a 1时,直线 l与直线 x y 0垂直
B.若直线 l与直线 x y 0平行,则 a 0
C.直线 l过定点 (0,1)
D.当 a 0 时,直线 l在两坐标轴上的截距相等
11、瑞士著名数学家欧拉在年轻时提出定理:三角形的外心、重心、垂心位于同一直线上,
这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”若 ABC满足 AC BC,顶点 A(1,0),B( 1,2) ,
M : (x 3)2 y 2 r 2且其“欧拉线”与圆 相切,则下列结论正确的是 ( )
A. 圆 上的点到原点的最大距离为
B. 圆 上存在三个点到直线 的距离为
C. 若点 在圆 上,则 的最小值是
D. 若圆 与圆 有公共点,则
高二年数学科试卷 第 2 页 共 4 页
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12、如图,在正方体 ABCD - A1B1C1D1中,点 P在线段 B1C上
运动,则下列结论正确的是( )
A.直线 BD1 平面A1C1D
B.三棱锥 P - A1C1D的体积为定值
AP A D C.异面直线 与 1 所成角的取值范围是 , 4 2
6
D.直线C1P与平面 A1C1D所成角的正弦值的最大值为 3
第 II 卷(非选择题共 90 分)
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5分,共 20 分.
13、经过 A(x,2),B(3, 4)两点的直线的一个方向向量为 (1,3),则 x _______
x y
14、直线 1与 x轴,y轴分别交于点 A,B,以线段 AB为直径的圆的方程为_______
4 2
15、若点M (m,n)为直线 l : 3x 4y 2 0上的动点,则m2 n2的最小值为_______
2
16、已知直线 l : xcos ysin 1 0 2 C : x 2 2与圆 y 5 4相切,则满足
条件的 的个数是_______个.
三、解答题:本题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17、(本小题 10.0 分)已知向量 a (1, 3,2) ,b ( 2,1,1) ,O为坐标原点,点
A(-3,-1,4),B (- 2,- 2,2)。
求 2a b
若点 E在直线 AB上,且OE b,求点 E的坐标.
18、(本小题分 12 分)已知圆 的方程为 2 + 2 = 4.
(1)求过点 (2,1)且与圆 相切的直线 的方程;
(2)直线 过点 (2,1),且与圆 交于 、 两点,若|AB| = 2 3,求直线 的方程;
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19 、 ( 本 小 题 分 12 分 ) 如 图 所 示 , 在 平 行 六 面 体
ABCD A1B1C1D1 中, E,F 分别在 B1B 和 D1D 上,且
BE 1 BB ,DF 3 1 DD .4 4 1
证明: A,E,C1,F 四点共面;
若 EF xAB yAD zAA1 ,求 x y z的值.
20、(本小题分 12 分)如图,已知 PA 平面ABCD,底面 ABCD
为矩形, PA AD AB 2 ,M ,N 分别为 AB,PC的中点.
(1)求证:MN //平面PAD
(2)求PD与平面 PMC所成角的正弦值.
21、(本小题分 12 分)平面上两点 、 ,则所有满足 且 不等于 的点 的轨迹是
一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称阿氏圆 已知圆 上的动点
满足: 其中 为坐标原点, 点的坐标为 .
在直线 上任取一点 ,过点 作圆 的切线,切点分别为 , ,求四边形
面积的最小值;
在 的条件下,证明直线 恒过一定点并写出该定点坐标.
22、(本小题分 12 分)如图 1,在 ABC中, ACB 90 ,DE是 ABC的中位线,
沿DE将 ADE进行翻折,使得 ACE是等边三角形(如图 2),记 AB的中点为 F .
(1)证明:DF 平面ABC.
(2)若 AE 2,二面角D - AC - E为 ,求直线
6
AB与平面 ACD所成角的正弦值.
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