
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2018-2019学年四川省成都市双流区棠湖中学高一(上)期末数学试卷
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一.选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={x|x2﹣x=0},集合B={x∈N*|﹣1≤x<3},则下列结论正确的是( )
A.1⊆(A∩B) B.1∈(A∩B) C.A∩B=∅ D.A∪B=B
2.(5分)若sinα<0且tanα>0,则α是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
3.(5分)下列函数中哪个与函数y=x相等( )
A. B. C. D.
4.(5分)设f(x)=,则f(f(2))的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
5.(5分)若角θ的终边过点,则sinθ等于( )
A. B. C. D.
6.(5分)下列说法不正确的是( )
A.方程f(x)=0有实根⇔函数y=f(x)有零点
B.﹣x2+3x+5=0有两个不同实根
C.y=f(x)在[a,b]上满足f(a)•f(b)<0,则y=f(x)在(a,b)内有零点
D.单调函数若有零点,则至多有一个
7.(5分)函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )
A.2,﹣ B. C. D.
8.(5分)已知cos(﹣θ)=,则sin()的值是( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
9.(5分)已知,,且α,β均为锐角,则=( )
A. B. C. D.
10.(5分)将函数y=cos(x﹣)的图象上各点横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位,所得函数图象的一条对称轴是( )
A.x= B.x= C.x=π D.x=
11.(5分)若实数x,y满足|x﹣1|﹣ln=0,则y关于x的函数图象的大致形状是( )
A. B.
C. D.
12.(5分)定义域为R的偶函数f(x)满足对任意的x∈R,有f(x+2)=f(x)+f(1),且当x∈[2,3]时,f(x)=﹣2x2+12x﹣18,若函数y=f(x)﹣loga(|x|+1)在R上恰有六个零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
二.填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)函数f(x)=1+2sinx的最大值为 .
14.(5分)已知函数f(x)=2x2﹣kx+1在区间[1,3]上是单调函数,则实数k的取值范围为 .
15.(5分)燕子每年秋天都要从北方到南方过冬,鸟类科学家发现,两岁燕子的飞行速度v与耗氧量x之间满足函数关系v=alog2.若两岁燕子耗氧量达到40个单位时,其飞行速度为v=10m/s,则两岁燕子飞行速度为25m/s时,耗氧量达到 单位.
16.(5分)关于函数有以下四个命题:
①对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1;
②函数f(x)是偶函数;
③若T为一个非零有理数,则f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立;
④在f(x)图象上存在三个点A,B,C,使得△ABC为等边三角形.
其中正确命题的序号是 .
三.解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
17.(10分)(1)计算:;
(2)已知sinα=2cosα,求的值.
18.(12分)已知如表为“五点法”绘制函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象时的五个关键点的坐标(其中A>0,ω>0,|φ|<π)
x
﹣
f(x)
0
2
0
﹣2
0
(Ⅰ)请写出函数f(x)的最小正周期和解析式;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅲ)求函数f(x)在区间[0,]上的取值范围.
19.(12分)已知定义域为R的单调减函数f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=﹣2x.
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
20.(12分)据市场调查发现,某种产品在投放市场的30天中,其销售价格P(元)和时间t(t∈N)(天)的关系如图所示.
(Ⅰ)求销售价格P(元)和时间t(天)的函数关系式;
(Ⅱ)若日销售量Q(件)与时间t(天)的函数关系式是Q=﹣t+40(0≤t≤30,t∈N),问该产品投放市场第几天时,日销售额y(元)最高,且最高为多少元?
21.(12分)已知≤a≤1,若f(x)=ax2﹣2x+1在区间[1,3]上的最大值M(a),最小值N(a),设g(a)=M(a)﹣N(a).
(1)求g(a)的解析式;
(2)判断g(a)单调性,求g(a)的最小值.
22.(12分)已知函数f(x),对于任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时,f(x)<0,且.
(Ⅰ) 求f(0),f(3)的值;
(Ⅱ) 当﹣8≤x≤10时,求函数f(x)的最大值和最小值;
(Ⅲ) 设函数g(x)=f(x2﹣m)﹣2f(|x|),判断函数g(x)最多有几个零点,并求出此时实数m的取值范围.
2018-2019学年四川省成都市双流区棠湖中学高一(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={x|x2﹣x=0},集合B={x∈N*|﹣1≤x<3},则下列结论正确的是( )
A.1⊆(A∩B) B.1∈(A∩B) C.A∩B=∅ D.A∪B=B
【分析】由集合A,B,求得交集和并集,结合选项即可得结论.
【解答】解:集合A={x|x2﹣x=0}={0,1},集合B={x∈N*|﹣1≤x<3}={1,2},
则A∩B={1},所以1∈(A∩B),故A,C错误,B正确;
A∪B={0,1,2}≠B,故D错误.
故选:B.
2.(5分)若sinα<0且tanα>0,则α是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
【分析】由正弦和正切的符号确定角的象限,当正弦值小于零时,角在第三四象限,当正切值大于零,角在第一三象限,要同时满足这两个条件,角的位置是第三象限,实际上我们解的是不等式组.
【解答】解:sinα<0,α在三、四象限;tanα>0,α在一、三象限.
故选:C.
3.(5分)下列函数中哪个与函数y=x相等( )
A. B. C. D.
【分析】根据两个函数的定义域和解析式都相同,即可判断它们是同一函数.
【解答】解:函数y=x的定义域与值域均为R,
选项A的函数定义域、值域为[0,+∞),不合题意;
选项B的函数可化为y==x,定义域和值域均为R,满足题意;
选项C的函数可化为y=|x|,值域为[0,+∞),不满足题意;
选项D的函数可化为y==x,定义域和值域均为{x|x≠0},不满足题意.
故选:B.
4.(5分)设f(x)=,则f(f(2))的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】根据自变量属于哪个区间,从而代入相应的解析式,进而求出函数的值.
【解答】解:∵f(2)=,而1<2,
∴f(f(2))=f(1)=21﹣1=20=1,
故选:B.
5.(5分)若角θ的终边过点,则sinθ等于( )
A. B. C. D.
【分析】由题意利用任意角的三角函数的定义,求得sinθ的值.
【解答】解:角θ的终边过点,则sinθ==﹣,
故选:C.
6.(5分)下列说法不正确的是( )
A.方程f(x)=0有实根⇔函数y=f(x)有零点
B.﹣x2+3x+5=0有两个不同实根
C.y=f(x)在[a,b]上满足f(a)•f(b)<0,则y=f(x)在(a,b)内有零点
D.单调函数若有零点,则至多有一个
【分析】A.根据方程的根和函数零点的定义进行判断.B.利用判别式进行判断.C.根据根的存在性定理进行判断.D.利用函数单调性的性质判断.
【解答】解:A.根据函数零点的定义可知:方程f(x)=0有实根⇔函数y=f(x)有零点,∴A正确.
B.方程对应判别式△=9﹣4×(﹣1)×5=9+20=29>0,∴﹣x2+3x+5=0有两个不同实根,∴B正确.
C.根据根的存在性定理可知,函数y=f(x)必须是连续函数,否则不一定成立,比如函数,
满足条件f(﹣1)•f(1)<0,但y=f(x)在(﹣1,1)内没有零点,∴C错误.
D.若函数为单调函数,则根据函数单调性的定义和函数零点的定义可知,函数和x轴至多有一个交点,
∴单调函数若有零点,则至多有一个,∴D正确.
故选:C.
7.(5分)函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )
A.2,﹣ B. C. D.
【分析】由图象和函数的周期公式可得ω,代入点的坐标结合角的范围可得φ值.
【解答】解:由图象可得函数的周期T满足T=﹣(﹣)=,
∴T=π,∴ω==2,∴f(x)=2sin(2x+φ),
又函数图象经过点(,2),∴2sin(+φ)=2,
∴+φ=2kπ+,∴φ=2kπ﹣,k∈Z
∵|φ|<,∴当k=0时,φ=﹣
故选:A.
8.(5分)已知cos(﹣θ)=,则sin()的值是( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
【分析】由已知及诱导公式即可计算求值.
【解答】解:cos(﹣θ)=sin[﹣(﹣θ)]=sin()=,
故选:C.
9.(5分)已知,,且α,β均为锐角,则=( )
A. B. C. D.
【分析】由已知求得sin(α+β),cos()的值,再由=sin[(α+β)﹣()]展开两角差的正弦求解.
【解答】解:∵α,β均为锐角,
∴α+β∈(0,π),∈(),
由,,
得sin(α+β)=,cos()=.
∴=sin[(α+β)﹣()]
=sin(α+β)cos()﹣cos(α+β)sin()]
=.
故选:A.
10.(5分)将函数y=cos(x﹣)的图象上各点横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再向左平移个单位,所得函数图象的一条对称轴是( )
A.x= B.x= C.x=π D.x=
【分析】由函数图象变换的知识可得函数解析式,由余弦函数的对称性结合选项可得.
【解答】解:将函数y=cos(x﹣)的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到函数y=cos(x﹣)的图象,
再向左平移个单位,得到y=cos[(x+)﹣)],即y=cos(x﹣)的图象,
令x﹣=kπ可解得x=2kπ+,
故函数的对称轴为x=2kπ+,k∈Z,
结合选项可得函数图象的一条对称轴是直线x=.
故选:D.
11.(5分)若实数x,y满足|x﹣1|﹣ln=0,则y关于x的函数图象的大致形状是( )
A. B.
C. D.
【分析】先化简函数的解析式,函数中含有绝对值,故可先去绝对值讨论,结合指数函数的单调性及定义域、对称性,即可选出答案.
【解答】解:∵|x﹣1|﹣ln=0,
∴f(x)=()|x﹣1|
其定义域为R,当x≥1时,f(x)=()x﹣1,因为0<<1,故为减函数,
又因为f(x)的图象关于x=1轴对称,
对照选项,只有B正确.
故选:B.
12.(5分)定义域为R的偶函数f(x)满足对任意的x∈R,有f(x+2)=f(x)+f(1),且当x∈[2,3]时,f(x)=﹣2x2+12x﹣18,若函数y=f(x)﹣loga(|x|+1)在R上恰有六个零点,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【分析】令x=﹣1得,f(1)=f(﹣1)+f(1)可得f(x+2)=f(x),而函数y=f(x)﹣loga(|x|+1)的零点的个数即y=f(x)与y=loga(|x|+1)的交点的个数;作两个函数的图象求解.
【解答】解:令x=﹣1得,f(1)=f(﹣1)+f(1);
又f(x)是偶函数,可得f(﹣1)=f(1),
即有f(1)=0,
故f(x+2)=f(x),即f(x)的最小正周期为2,
又当x∈[2,3]时,f(x)=﹣2x2+12x﹣18,
函数y=f(x)﹣loga(|x|+1)的零点的个数
即y=f(x)与y=loga(|x|+1)的交点的个数;
作函数y=f(x)与y=loga(|x|+1)的图象,
易知0<a<1,
故loga3>﹣2,且loga5<﹣2,
解得<a<.
故选:C.
二.填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)函数f(x)=1+2sinx的最大值为 3 .
【分析】利用正弦函数的有界性解答即可.
【解答】解:因为sinx∈[﹣1,1],所以函数f(x)=1+2sinx的最大值为3;
故答案为:3.
14.(5分)已知函数f(x)=2x2﹣kx+1在区间[1,3]上是单调函数,则实数k的取值范围为 (﹣∞,4]∪[12,+∞) .
【分析】对称轴为x=,函数f(x)=2x2﹣kx+1在区间[1,3]上是单调函数,得≤1,或≥3求解即可
【解答】解:∵函数f(x)=2x2﹣kx+1
∴对称轴为x=,
∵函数f(x)=2x2﹣kx+1在区间[1,3]上是单调函数,
∴≤1或≥3,
即k≤4或k≥12,
故答案为:(﹣∞,4]∪[12,+∞).
15.(5分)燕子每年秋天都要从北方到南方过冬,鸟类科学家发现,两岁燕子的飞行速度v与耗氧量x之间满足函数关系v=alog2.若两岁燕子耗氧量达到40个单位时,其飞行速度为v=10m/s,则两岁燕子飞行速度为25m/s时,耗氧量达到 320 单位.
【分析】由题意,令x=4,y=10代入解析式得到a;求得解析式,然后将v=25代入解析式求x
【解答】解:由题意,令x=40,v=10
10=alog24;所以a=5;
v=25 m/s,25=5 ,得到x=320单位.
故答案为:320.
16.(5分)关于函数有以下四个命题:
①对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1;
②函数f(x)是偶函数;
③若T为一个非零有理数,则f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立;
④在f(x)图象上存在三个点A,B,C,使得△ABC为等边三角形.
其中正确命题的序号是 ①②③④ .
【分析】①根据函数的对应法则,可得不管x是有理数还是无理数,均有f(f(x))=1;
②根据函数奇偶性的定义,可得f(x)是偶函数;
③根据函数的表达式,结合有理数和无理数的性质;
④取x1=﹣,x2=0,x3=,可得A(,0),B(0,1),C(﹣,0),三点恰好构成等边三角形.
【解答】解:对于①,若x是有理数,则f(x)=1,则f(1)=1,若x是无理数,则f(x)=0,则f(0)=1,
即对于任意的x∈R,都有f(f(x))=1;故①正确,
对于②,∵有理数的相反数还是有理数,无理数的相反数还是无理数,
∴对任意x∈R,都有f(﹣x)=﹣f(x),则函数f(x)是偶函数,故②正确;
对于③,若x是有理数,则x+T也是有理数; 若x是无理数,则x+T也是无理数,
∴根据函数的表达式,任取一个不为零的有理数T,f(x+T)=f(x)对x∈R恒成立,故③正确;
对于④,取x1=﹣,x2=0,x3=,可得f(x1)=0,f(x2)=1,f(x3)=0,
∴A(,0),B(0,1),C(﹣,0),恰好△ABC为等边三角形,故④正确.
故答案为:①②③④.
三.解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
17.(10分)(1)计算:;
(2)已知sinα=2cosα,求的值.
【分析】(1)利用分数指数幂的运算法则,求得所给式子的值.
(2)利用同角三角的基本关系,求得要求式子的值.
【解答】解:(1)=+1+lg5•2=2+1+1=4.
(2)∵sinα=2cosα,∴tanα=2,∴=.
18.(12分)已知如表为“五点法”绘制函数f(x)=Asin(ωx+φ)图象时的五个关键点的坐标(其中A>0,ω>0,|φ|<π)
x
﹣
f(x)
0
2
0
﹣2
0
(Ⅰ)请写出函数f(x)的最小正周期和解析式;
(Ⅱ)求函数f(x)的单调递减区间;
(Ⅲ)求函数f(x)在区间[0,]上的取值范围.
【分析】(Ⅰ)由函数的图象的顶点坐标求出A,由周期求出ω,由五点法作图求出φ的值,可得函数f(x)的解析式,从而求得它的周期.
(Ⅱ)利用正弦函数的单调性,求得函数f(x)的单调递减区间.
(Ⅲ)利用正弦函数的定义域和值域,求得函数f(x)在区间[0,]上的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由表格可得A=2,=+,∴ω=2,结合五点法作图可得2•+φ=,∴φ=,
∴f(x)=2sin(2x+),它的最小正周期为=π.
(Ⅱ)令2kπ+≤2x+≤2kπ+,求得kπ+≤x≤kπ+,
可得函数f(x)的单调递减区间为[kπ+,kπ+],k∈Z.
(Ⅲ)在区间[0,]上,2x+∈[,],sin(2x+)∈[﹣,1],f(x)∈[﹣,2],
即函数f(x)的值域为[﹣,2].
19.(12分)已知定义域为R的单调减函数f(x)是奇函数,当x>0时,f(x)=﹣2x.
(Ⅰ)求f(0)的值;
(Ⅱ)求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
【分析】(Ⅰ)利用定义域为R的函数f(x)是奇函数,求f(0)的值;
(Ⅱ)求出x<0的解析式,即可求f(x)的解析式;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0恒成立,f(x)在R上是减函数,所以t2﹣2t>k﹣2t2.即3t2﹣2t﹣k>0对任意t∈R恒成立,即可求实数k的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)因为定义域为R的函数f(x)是奇函数,
所以f(0)=0.(2分)
(Ⅱ)因为当x<0时,﹣x>0,
所以.
又因为函数f(x)是奇函数,所以f(﹣x)=﹣f(x).
所以.
综上,(6分)
(Ⅲ)由f(t2﹣2t)+f(2t2﹣k)<0得f(t2﹣2t)<﹣f(2t2﹣k).
因为f(x)是奇函数,所以f(t2﹣2t)<f(k﹣2t2).又f(x)在R上是减函数,所以t2﹣2t>k﹣2t2.
即3t2﹣2t﹣k>0对任意t∈R恒成立.
方法一令3t2﹣2t﹣k=0,则△=4+12k<0.由△<0,解得.
方法二即k<3t2﹣2t对任意t∈R恒成立.令g(t)=3t2﹣2t,t∈R
则∴
故实数k的取值范围为. (10分)
20.(12分)据市场调查发现,某种产品在投放市场的30天中,其销售价格P(元)和时间t(t∈N)(天)的关系如图所示.
(Ⅰ)求销售价格P(元)和时间t(天)的函数关系式;
(Ⅱ)若日销售量Q(件)与时间t(天)的函数关系式是Q=﹣t+40(0≤t≤30,t∈N),问该产品投放市场第几天时,日销售额y(元)最高,且最高为多少元?
【分析】(Ⅰ)通过讨论t的范围,求出函数的表达式即可;(Ⅱ)先求出函数的表达式,通过讨论t的范围,求出函数的最大值即可.
【解答】解:(I)①当0≤t<20,t∈N时,
设P=at+b,将(0,20),(20,40)代入,得解得
所以P=t+20(0≤t<20,t∈N).….(3分)
②当20≤t≤30,t∈N时,
设P=at+b,将(20,40),(30,30)代入,解得
所以 P=﹣t+60(20≤t≤30,t∈N),….(6分)
综上所述….(7分)
(II)依题意,有y=P•Q,
得….(9分)
化简得
整理得 ….(11分)
①当0≤t<20,t∈N时,由y=﹣(t﹣10)2+900可得,当t=10时,y有最大值900元.…(12分)
②当20≤t≤30,t∈N时,由y=(t﹣50)2﹣100可得,当t=20时,y有最大值800元.….(13分)
因为 900>800,所以在第10天时,日销售额最大,最大值为900元.….(14分)
21.(12分)已知≤a≤1,若f(x)=ax2﹣2x+1在区间[1,3]上的最大值M(a),最小值N(a),设g(a)=M(a)﹣N(a).
(1)求g(a)的解析式;
(2)判断g(a)单调性,求g(a)的最小值.
【分析】(1)根据已知条件a>0,知函数是二次函数,其图象是开口向上的抛物线.因此讨论对称轴:x=与区间[1,3]的关系,得到函数的单调性后再找出相应的最值,即可得g(a)的解析式;
(2)通过求导数,讨论其正负,可得到函数g(a)在区间[,]上单调减,而在(,1]上单调增,因此不难得出
g(a)的最小值为g()=.
【解答】解:(1)当≤a≤时N(a)=f(),M(a)=f(1),
此时g(a)=f(1)﹣f()=a+﹣2;
当<a≤1时N(a)=f(),M(a)=f(3),
此时g(a)=f(3)﹣f()=9a+﹣6;
∴g(a)=;
(2)当≤a≤时,∵g(a)=a+﹣2,∴g′(a)=1﹣<0,
∴g(a)在[,]上单调递减.
同理可知g(a)在(,1]上单调递增
∴g(a)min=g()=.
22.(12分)已知函数f(x),对于任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),当x>0时,f(x)<0,且.
(Ⅰ) 求f(0),f(3)的值;
(Ⅱ) 当﹣8≤x≤10时,求函数f(x)的最大值和最小值;
(Ⅲ) 设函数g(x)=f(x2﹣m)﹣2f(|x|),判断函数g(x)最多有几个零点,并求出此时实数m的取值范围.
【分析】(Ⅰ)根据条件,取特殊值求解;
(Ⅱ)根据定义,判断函数的单调性,进而求出函数的最值;
(Ⅲ)根据定义,判断函数为奇函数,得出g(x)=f(x2﹣2|x|﹣m),令g(x)=0即f(x2﹣2|x|﹣m)=0=f(0),根据单调性可得
x2﹣2|x|﹣m=0,根据二次函数的性质可知最多有4个零点,且m∈(﹣1,0).
【解答】解:(I)令x=y=0得f(0)=f(0)+f(0),得f(0)=0.….(1分)
令x=y=1,得f(2)=2f(1)=﹣1,….(2分)
令x=2,y=1得.…(3分)
(II)任取x1,x2∈R,且x1<x2,x2﹣x1>0,
因为f(x+y)﹣f(x)=f(y),即f(x+y)﹣f(x)=f[(x+y)﹣x]=f(y),
则f(x2)﹣f(x1)=f(x2﹣x1).…(4分)
由已知x>0时,f(x)<0且x2﹣x1>0,则f(x2﹣x1)<0,
所以 f(x2)﹣f(x1)<0,f(x2)<f(x1),
所以 函数f(x)在R上是减函数,….(6分)
故 f(x)在[﹣8,10]单调递减.
所以f(x)max=f(﹣8),f(x)min=f(10),
又,….(7分)
由f(0)=f(1﹣1)=f(1)+f(﹣1)=0,得,,
故f(x)max=4,f(x)min=﹣5.….(9分)
(III) 令y=﹣x,代入f(x+y)=f(x)+f(y),
得f(x)+f(﹣x)=f(0)=0,
所以f(﹣x)=﹣f(x),故f(x)为奇函数.….(10分),
∴g(x)=f(x2﹣m)﹣2f(|x|)=f(x2﹣m)+2f(﹣|x|)=f(x2﹣m)+f(﹣|x|)+f(﹣|x|)=f(x2﹣2|x|﹣m)….(11分)
令g(x)=0即f(x2﹣2|x|﹣m)=0=f(0),
因为 函数f(x)在R上是减函数,….(12分)
所以 x2﹣2|x|﹣m=0,即m=x2﹣2|x|,….(13分)
所以 当m∈(﹣1,0)时,函数g(x)最多有4个零点.….(15分)
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