2025届浙江省湖州三校高考数学四模试卷含解析

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2025届浙江省湖州三校高考数学四模试卷
注意事项
1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后,考生须将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。

一、选择题:本题共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的。

1.已知集合{}
}2
42{60M x x N x x x =-<<=--<,,则M N ⋂=
A .}{43x x -<<
B .}{42x x -<<-
C .}{22x x -<<
D .}{23x x <<
2.给出以下四个命题:
①依次首尾相接的四条线段必共面;
②过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面;
③空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角必相等; ④垂直于同一直线的两条直线必平行. 其中正确命题的个数是( ) A .0
B .1
C .2
D .3
3.设i 为数单位,z 为z 的共轭复数,若1
3z i
=
+,则z z ⋅=( ) A .
110
B .
110
i C .
1100
D .
1100
i 4.已知函数321()(0)3f x ax x a =+>.若存在实数0(1,0)x ∈-,且012x ≠-,使得01
()()2
f x f =-,则实数a 的取值范围为( ) A .2(,5)3
B .2
(,3)(3,5)3
⋃ C .18(,6)7
D .18
(
,4)(4,6)7
⋃ 5.若函数12log ,01,()(1)(3),1,
x x f x x x x x <⎧⎪
=⎨⎪--->⎩函数()()g x f x kx =+只有1个零点,则k 的取值范围是( ) A .(1,0)-
B .(,0)(1,)-∞⋃+∞
C .(,1)(0,)-∞-+∞
D .(0,1)
6.若复数z 满足2312z z i -=+,其中i 为虚数单位,z 是z 的共轭复数,则复数z =( ) A
.B
.C .4
D .5
7.已知a ,b ,c 是平面内三个单位向量,若a b ⊥,则232a c a b c +++-的最小值( )
A .29
B .2932-
C .1923-
D .5
8.已知双曲线C :22
221(0,0)x y a b a b
-=>>的焦点为1F ,2F ,且C 上点P 满足120PF PF ⋅=,13PF =,24PF =,则双曲线C 的离心率为 A .
10
2
B .5
C .
52
D .5
9.已知12,F F 是双曲线22
221(0,0)x y a b a b
-=>>的左右焦点,过1F 的直线与双曲线的两支分别交于,A B 两点(A 在右
支,B 在左支)若2ABF ∆为等边三角形,则双曲线的离心率为( ) A .3
B .5
C .6
D .7
10.已知函数()(0x f x m m m =->,且1)m ≠的图象经过第一、二、四象限,则|(2)|a f =,3
8
4b f ⎛⎫= ⎪⎝⎭

|(0)|c f =的大小关系为( ) A .c b a << B .c a b << C .a b c << D .b a c <<
11.若点位于由曲线

围成的封闭区域内(包括边界),则的取值范围是( )
A .
B .
C .
D .
12.已知函数()sin 2cos 2f x x a x =+的图象的一条对称轴为12
x π
=,将函数()f x 的图象向右平行移动
4
π
个单位长度后得到函数()g x 图象,则函数()g x 的解析式为( ) A .()2sin(2)12
g x x π
=- B .()2sin(2)12
g x x π
=+
C .()2sin(2)6
g x x π
=-
D .()2sin(2)6
g x x π
=+
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。

13.等差数列{}n a (公差不为0),其中1a ,2a ,6a 成等比数列,则这个等比数列的公比为_____. 14.在23(
)n
x x
的二项展开式中,所有项的系数之和为1024,则展开式常数项的值等于_______. 15.如图所示,平面BCC 1B 1⊥平面ABC ,∠ABC =120︒,四边形BCC 1B 1为正方形,且AB =BC =2,则异面直线BC 1与AC 所成角的余弦值为_____.
16.设双曲线22
22:1(0,0)x y C a b a b
-=>>的左焦点为F ,过点F 且倾斜角为45°的直线与双曲线C 的两条渐近线顺次交
于A ,B 两点若3FB FA =,则C 的离心率为________.
三、解答题:共70分。

解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

17.(12分)已知函数()ln x
f x x
=. (Ⅰ)求函数()f x 的极值;
(Ⅱ)若0m n >>,且n m m n =,求证:2mn e >.
18.(12分)在ABC ∆中,内角A B C ,,的对边分别是a b c ,,,已知(3)sin sin sin a b A b B c C +=. (1)求角C 的值; (2)若1+3
sin sin A B =
,2c =,求ABC ∆的面积. 19.(12分)数列{}n a 满足11a =,n a 是1-与1n a +的等差中项. (1)证明:数列{}1n a +为等比数列,并求数列{}n a 的通项公式; (2)求数列{}2n a n +的前n 项和n S .
20.(12分)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程是2
cos 4sin 0ρθθ-=,直
线1l 和直线2l 的极坐标方程分别是θα=(ρ∈R )和2
π
θα=+(ρ∈R ),其中k απ≠(k z ∈).
(1)写出曲线C 的直角坐标方程;
(2)设直线1l 和直线2l 分别与曲线C 交于除极点O 的另外点A ,B ,求OAB ∆的面积最小值.
21.(12分)设点12(,0),(,0)F c F c -分别是椭圆222:1(2)4
x y C a a +=>的左,右焦点,P 为椭圆C 上任意一点,且
12PF PF ⋅的最小值为1.
(1)求椭圆C 的方程;
(2)如图,直线:5l x =与x 轴交于点E ,过点2F 且斜率0k ≠的直线1l 与椭圆交于,A B 两点,M 为线段2EF 的中点,直线AM 交直线l 于点N ,证明:直线BN l ⊥.
22.(10分)已知在ABC ∆中,角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c ,42c =3
cos 5
C =.
(1)若4
B π
=
,求a 的值;
(2)若5b =,求ABC ∆的面积.
参考答案
一、选择题:本题共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的。

1、C 【解析】
本题考查集合的交集和一元二次不等式的解法,渗透了数学运算素养.采取数轴法,利用数形结合的思想解题. 【详解】
由题意得,{}{}
42,23M x x N x x =-<<=-<<,则
{}22M N x x ⋂=-<<.故选C .
【点睛】
不能领会交集的含义易致误,区分交集与并集的不同,交集取公共部分,并集包括二者部分. 2、B 【解析】
用空间四边形对①进行判断;根据公理2对②进行判断;根据空间角的定义对③进行判断;根据空间直线位置关系对
④进行判断. 【详解】
①中,空间四边形的四条线段不共面,故①错误.
②中,由公理2知道,过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面,故②正确. ③中,由空间角的定义知道,空间中如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么 这两个角相等或互补,故③错误.
④中,空间中,垂直于同一直线的两条直线可相交,可平行,可异面,故④错误. 故选:B 【点睛】
本小题考查空间点,线,面的位置关系及其相关公理,定理及其推论的理解和认识;考查空间想象能力,推理论证能力,考查数形结合思想,化归与转化思想. 3、A 【解析】
由复数的除法求出z ,然后计算z z ⋅. 【详解】
13313(3)(3)1010
i z i i i i -=
==-++-, ∴223131311()()()()10101010101010
z z i i ⋅=-+=+=. 故选:A. 【点睛】
本题考查复数的乘除法运算,考查共轭复数的概念,掌握复数的运算法则是解题关键. 4、D 【解析】
首先对函数求导,利用导数的符号分析函数的单调性和函数的极值,根据题意,列出参数所满足的不等关系,求得结果. 【详解】
()22f x ax x '=+,令()0f x '=,得10x =,22
x a
=-.
其单调性及极值情况如下:
x
2,a ⎛⎫-∞- ⎪⎝
⎭ 2a -
2,0a ⎛⎫
- ⎪⎝⎭
0 ()0,∞+
()f x ' +
_
0 +
()f x
极大值
极小

若存在0111,,022x ⎛⎫⎛⎫∈--
⋃- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,使得()012f x f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
, 则()21
221112a a f f ⎧-<-⎪

⎪->-⎨⎪⎪⎛⎫-<-⎪ ⎪
⎝⎭⎩
(如图1)或3122a a -<-<-(如图2).
(图1)
(图2)
于是可得()18,44,67a ⎛⎫∈⋃ ⎪⎝⎭

故选:D. 【点睛】
该题考查的是有关根据函数值的关系求参数的取值范围的问题,涉及到的知识点有利用导数研究函数的单调性与极值,画出图象数形结合,属于较难题目. 5、C 【解析】
转化()()g x f x kx =+有1个零点为()y f x =与y kx =-的图象有1个交点,求导研究临界状态相切时的斜率,数形结合即得解. 【详解】
()()g x f x kx =+有1个零点
等价于()y f x =与y kx =-的图象有1个交点.
记()(1)(3)(1)h x x x x x =--->,则过原点作()h x 的切线, 设切点为00(,)x y ,
则切线方程为000()()()y h x h x x x '-=-, 又切线过原点,即000()()h x h x x '=, 将0000()13,()()h x x x x =---,
02
003()38x h x x '-+=-
代入解得02x =.
所以切线斜率为2
(2)328231h '
=-⨯+⨯-=, 所以1k <-或0k >. 故选:C 【点睛】
本题考查了导数在函数零点问题中的应用,考查了学生数形结合,转化划归,数学运算的能力,属于较难题. 6、D 【解析】
根据复数的四则运算法则先求出复数z ,再计算它的模长. 【详解】
解:复数z =a +bi ,a 、b ∈R ; ∵2z 312z i -=+,
∴2(a +bi )﹣(a ﹣bi )=312i +, 即23
212
a a
b b -=⎧⎨
+=⎩,
解得a =3,b =4, ∴z =3+4i ,
∴|z |5==. 故选D . 【点睛】
本题主要考查了复数的计算问题,要求熟练掌握复数的四则运算以及复数长度的计算公式,是基础题. 7、A 【解析】
由于a b ⊥,且为单位向量,所以可令()1,0a =,()0,1b =,再设出单位向量c 的坐标,再将坐标代入232a c a b c
+++-中,利用两点间的距离的几何意义可求出结果. 【详解】
解:设(),c x y =,()1,0a =,()0,1b =,则2
2
1x y +=,从而
(2322x +++-=
+a c a b c
=
=
=
故选:A 【点睛】
此题考查的是平面向量的坐标、模的运算,利用整体代换,再结合距离公式求解,属于难题. 8、D 【解析】
根据双曲线定义可以直接求出a ,利用勾股定理可以求出c ,最后求出离心率. 【详解】
依题意得,2121a PF PF =-=,125F F =
=,因此该双曲线的离心率12
21
5F F e PF PF =
=-.
【点睛】
本题考查了双曲线定义及双曲线的离心率,考查了运算能力. 9、D 【解析】
根据双曲线的定义可得2ABF ∆的边长为4a ,然后在12AF F ∆中应用余弦定理得,a c 的等式,从而求得离心率. 【详解】
由题意122AF AF a -=,212BF BF a -=,又22AF BF AB ==, ∴114AF BF AB a -==,∴12BF a =, 在12AF F ∆中2
22
12
12122cos60F F AF AF AF AF =+-︒,
即2
2
2
1
4(6)(4)2642
c a a a a =+-⨯⨯⨯228a =,∴. 故选:D . 【点睛】
本题考查求双曲线的离心率,解题关键是应用双曲线的定义把A 到两焦点距离用a 表示,然后用余弦定理建立关系式. 10、C 【解析】
根据题意,得01m <<,(1)0f =,则()f x 为减函数,从而得出函数|()|f x 的单调性,可比较a 和b ,而
|(0)|1c f m ==-,比较()()0,2f f ,即可比较,,a b c .
【详解】
因为()(0x
f x m m m =->,且1)m ≠的图象经过第一、二、四象限, 所以01m <<,(1)0f =,
所以函数()f x 为减函数,函数|()|f x 在(,1)-∞上单调递减,在(1,)+∞上单调递增, 又因为31
3
824
12422<
=<=<,
所以a b <,
又|(0)|1c f m ==-,2
|(2)|f m m =-,
则|2
|(2)||(0)|10f f m -=-<,
即|(2)||(0)|f f <,
<<.
所以a b c
故选:C.
【点睛】
本题考查利用函数的单调性比较大小,还考查化简能力和转化思想.
11、D
【解析】
画出曲线与围成的封闭区域,表示封闭区域内的点和定点连线的斜率,然后结合图形求解可得所求范围.
【详解】
画出曲线与围成的封闭区域,如图阴影部分所示.
表示封闭区域内的点和定点连线的斜率,
设,结合图形可得或,
由题意得点A,B的坐标分别为,
∴,
∴或,
∴的取值范围为.
故选D.
【点睛】
解答本题的关键有两个:一是根据数形结合的方法求解问题,即把看作两点间连线的斜率;二是要正确画出两曲线所围成的封闭区域.考查转化能力和属性结合的能力,属于基础题.
12、C
【解析】
根据辅助角公式化简三角函数式,结合12x π
=为函数()f x 的一条对称轴可求得a ,代入辅助角公式得()f x 的解析式.
根据三角函数图像平移变换,即可求得函数()g x 的解析式.
【详解】
函数()sin 2cos 2f x x a x =+,
由辅助角公式化简可得()()2,tan f x x a θθ=+=, 因为12x π
=为函数()sin 2cos 2f x x a x =+图象的一条对称轴,
代入可得sin 2cos 21212a ππ⎛

⎛⎫⨯+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,
即122a +=(20a -=,
即a =
所以()sin 22f x x x =+
2sin 23x π⎛⎫=+ ⎪⎝
⎭ 将函数()f x 的图象向右平行移动4
π个单位长度可得()g x , 则()2sin 22sin 2436g x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-
+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
, 故选:C.
【点睛】 本题考查了辅助角化简三角函数式的应用,三角函数对称轴的应用,三角函数图像平移变换的应用,属于中档题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。

13、4
【解析】
根据等差数列关系,用首项和公差表示出2216a a a =,解出首项和公差的关系,即可得解.
【详解】
设等差数列{}n a 的公差为d ,
由题意得: 2216a a a =,则2
111(+)(5)a d a a d =+整理得13d a =,2114a a d a =+=,所以21=4a a 故答案为:4 【点睛】 此题考查等差数列基本量的计算,涉及等比中项,考查基本计算能力. 14、15 【解析】
利用展开式所有项系数的和得n=5,再利用二项式展开式的通项公式,求得展开式中的常数项.
【详解】
因为23n x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
的二项展开式中,所有项的系数之和为4n =1024, n=5, 故5
23x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式的通项公式为T r+1=C ·35-r 5102r x -,令51002r -=,解得r=4,可得常数项为T 5=C ·3=15,故填15. 【点睛】
本题主要考查了二项式定理的应用、二项式系数的性质,二项式展开式的通项公式,属于中档题.
15、64
【解析】
将AC 平移到和1BC 相交的位置,解三角形求得线线角的余弦值.
【详解】
过B 作//BD AC ,过C 作//CD AB ,画出图像如下图所示,由于四边形ABCD 是平行四边形,故//BD AC ,所以1C BD ∠是所求线线角或其补角.在三角形1BC D 中,1122,23BC C D BD ===,故
181286cos 422223
C B
D +-∠==⨯⨯.
【点睛】
本小题主要考查空间两条直线所成角的余弦值的计算,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题.
16【解析】
设直线AB 的方程为x y c =-,与b y x a =±
联立得到A 点坐标,由3FB FA =得,3B A y y =,代入可得2b a =,即得解.
【详解】
由题意,直线AB 的方程为x y c =-,与b y x a =±
联立得A bc y a b =+,B bc y b a
=-, 由3FB FA =得,3B A y y =, 从而3bc bc b a b a
=-+, 即2b a =,
从而离心率c e a =
=
【点睛】
本题考查了双曲线的离心率,考查了学生综合分析,转化划归,数学运算的能力,属于中档题.
三、解答题:共70分。

解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

17、 (Ⅰ)极大值为:
1e
,无极小值;(Ⅱ)见解析. 【解析】
(Ⅰ)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可求出函数()f x 的极值;(Ⅱ)得到()()f m f n =,根据函数的单调性问题转化为证明2e m e n
>>,即证()22ln ln n n n n e -<,令()()222ln 2ln 1G x e x x x x x e =-+<<,根据函数的单调性证明即可.
【详解】
(Ⅰ)()ln x f x x = ()f x ∴的定义域为()0,∞+且()2
1ln x f x x -'= 令()0f x '>,得0x e <<;令()0f x '<,得x e >
()f x ∴在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减
∴函数()f x 的极大值为()ln 1e f e e e =
=,无极小值 (Ⅱ)0m n >>,n m m n = ln ln n m m n ∴=
l ln n m m n n
∴=,即()()f m f n = 由(Ⅰ)知()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减
且()10f =,则1n e m <<<
要证2mn e >,即证2e m e n >>,即证()2e f m f n ⎛⎫< ⎪⎝⎭,即证()2e f n f n ⎛⎫< ⎪⎝⎭
即证()2
2ln ln n n n n e -< 由于1n e <<,即0ln 1n <<,即证222ln 2ln e n n n n <-
令()()222
ln 2ln 1G x e x x x x x e =-+<< 则()()()()()2
242ln 2ln 12ln 1e x e x e e G x x x x x x x x x x x x x +-⎛⎫'=-++=-+-=+- ⎪⎝⎭
1x e << ()0G x '∴>恒成立 ()G x ∴在()1,e 递增
()()0G x G e ∴<=在()1,x e ∈恒成立
2mn e ∴>
【点睛】
本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,转化思想,考查不等式的证明,考查运算求解能力及化归与转化思想,关键是能够构造出合适的函数,将问题转化为函数最值的求解问题,属于难题.
18、(1)π6
C =
;(2)1+【解析】
(1)由已知条件和正弦定理进行边角互化得222a b c +-=,再根据余弦定理可求得值.
(2)由正弦定理得4sin a A =,4sin b B =,代入得4(1ab =+,运用三角形的面积公式可求得其值.
【详解】
(1
)由()sin sin sin a A b B c C +=
及正弦定理得22()a a b c +=
,即222a b c +-=
由余弦定理得222cos 2a b c C ab -==+,0πC <<,π6C ∴=. (2)设ABC ∆外接圆的半径为R ,则由正弦定理得224π
sin sin 6
c R C ===, 2sin 4sin a R A A ∴==,2sin 4sin b R B B ==
,16sin sin 4(1ab A B ∴==
111sin 4(11222
ABC S ab C ∆∴==⨯⨯=+【点睛】
本题考查运用三角形的正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式,关键在于熟练地运用其公式,合理地选择进行边角互化,属于基础题.
19、(1)见解析,21n n a =-(2)1222n n S n +=+-
【解析】
(1)根据等差中项的定义得112n n a a +-=,然后构造新等比数列{}1n a +,写出{}1n a +的通项即可求
(2)根据(1)的结果,分组求和即可
【详解】
解:(1)由已知可得112n n a a +-=,即121n n a a +=+,可化为()1121n n a a ++=+,故数列{}1n a +是以112a +=为首项,2为公比的等比数列.
即有()111122n n n a a -+=+⋅=,所以21n n a =-.
(2)由(1)知,数列{}2n a n +的通项为:2221n n a n n +=+-,
()()123222213521n n S n ∴=+++++++++-
()
2122122212n n n n +-=+=+--
故1222n n S n +=+-.
【点睛】
考查等差中项的定义和分组求和的方法;中档题.
20、(1)2
4x y =;(2)16.
【解析】
(1)将极坐标方程化为直角坐标方程即可;
(2)利用极径的几何意义,联立曲线C ,直线1l ,直线2l 的极坐标方程,得出||,||OA OB ,利用三角形面积公式,结合正弦函数的性质,得出OAB ∆的面积最小值.
【详解】
(1)曲线C :2cos 4sin 0ρθθ-=,即22
cos 4sin 0ρθρθ-=
化为直角坐标方程为:24x y =; (2)2cos 4sin 0ρθθθα⎧-=⎨=⎩
124sin cos αρα⇒=,即124sin ||cos OA αρα== 同理2224sin 4cos 2||sin cos 2OB πααρπαα⎛⎫+ ⎪⎝⎭===⎛⎫+ ⎪⎝
⎭ ∴22114sin 4cos 816||||1622cos sin sin cos |sin 2|
OAB S OA OB ααααααα∆==⋅==≥ 当且仅当sin21α=,即4k παπ=+
(k z ∈)时取等号
即OAB ∆的面积最小值为16
【点睛】 本题主要考查了极坐标方程化直角坐标方程以及极坐标的应用,属于中档题.
21、(1)22
154
x y +=(2)见解析 【解析】
(1)设P (,)x y ,求出12
PF PF ⋅后由二次函数知识得最小值,从而得a ,即得椭圆方程; (2)设直线1l 的方程为(1),0y k x k =-≠,代入椭圆方程整理,设1122(,),(,)A x y B x y ,由韦达定理得
22121222
10520,4545k k x x x x k k -+==++,设0(5,)N y ,利用,,A M N 三点共线,求得10123y y x =-, 然后验证020y y -=即可.
【详解】
解:(1)设(,)P x y ,则12(,),(,)PF c x y PF c x y =---=--,
所以2222
2212244a PF PF x y c x c a -⋅=+-=+-,
因为2,[,]a x a a >∈-.
所以当0x =时,12
PF PF ⋅值最小, 所以243c -=,解得1c =,(舍负)
所以25a =,
所以椭圆C 的方程为22
154
x y +=, (2)设直线1l 的方程为(1),0y k x k =-≠, 联立22(1),1,5
4y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,得2222(45)105200k x k x k +-+-=. 设1122(,),(,)A x y B x y ,则2212122210520,4545k k x x x x k k
-+==++, 设0(5,)N y ,因为,,A M N 三点共线,又(3,0)M 所以01132
y y x -=-,解得10123y y x =-. 而222211121202221111105203522(1)3()54545(1)03333
k k k k k y k x k x x kx x k k k y y y k x x x x x -⋅-⋅--+--++-=-=--===----所以
直线//BN x 轴,即BN l ⊥.
【点睛】
本题考查求椭圆方程,考查直线与椭圆相交问题.直线与椭圆相交问题,采取设而不求思想,设1122(,),(,)A x y B x y ,设直线方程,应用韦达定理,得出1212,x x x x +,再代入题中需要计算可证明的式子参与化简变形.
22、(1)7(2)14
【解析】
(1)在ABC ∆中,3cos 5C =,可得 4sin 5
C =,结合正弦定理,即可求得答案; (2)根据余弦定理和三角形面积公式,即可求得答案.
【详解】
(1)在ABC ∆中,3cos 5
C =,
∴4sin 5
C =, ()A B C π=-+,
∴sin sin()sin cos cos sin A B C B C B C =+=+34252510
=+=, ∴
sin sin a c A C
=, ∴sin 7sin c a A C =⨯=. (2)2222cos c a b ab C =+-,
∴232256a a =+-,
∴2670a a --=,
∴解得7a =, ∴114sin 7514225
ABC S ab C ∆=
=⨯⨯⨯=. 【点睛】 本题主要考查了正弦定理和余弦定理解三角形,解题关键是掌握正弦定理边化角,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.。

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