2008年北京市高考数学试卷(理科)答案与解析

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2008年北京市高考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共8小题,每小题5分,满分40分)
1.(5分)(2008•北京)已知全集U=R,集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x<﹣1或x≥4},那么集合A∩B等于()
A.{x|﹣1<x<3} B.{x|x≤﹣1或x>3} C.{x|﹣2≤x<﹣1} D.{x|﹣1≤x<3}
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】由题意全集U=R,集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x<﹣1或x≥4},根据交集的定义计算A∩B.
【解答】解:∵集合A={x|﹣2≤x<3},B={x|x<﹣1或x≥4},
∴集合A∩B={x|﹣2≤x<﹣1},
故选C.
【点评】此题主要考查集合的交集运算,比较基础.
2.(5分)(2008•北京)若a=20.5,b=logπ3,c=log2sin,则()
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.b>c>a
【考点】对数函数的单调区间;对数的运算性质.
【分析】利用估值法知a大于1,b在0与1之间,c小于0.
【解答】解:,
由指对函数的图象可知:a>1,0<b<1,c<0,
故选A
【点评】估值法是比较大小的常用方法,属基本题.
3.(5分)(2008•北京)“函数f(x)(x∈R)存在反函数”是“函数f(x)在R上为增函数”的()
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】函数f(x)(x∈R)存在反函数,至少还有可能函数f(x)在R上为减函数,充分条件不成立;而必要条件显然成立
【解答】解:“函数f(x)在R上为增函数”⇒“函数f(x)(x∈R)存在反函数”;
反之取f(x)=﹣x(x∈R),则函数f(x)(x∈R)存在反函数,但是f(x)在R上为减函数.
故选B
【点评】本题考查充要条件的判断及函数存在反函数的条件,属基本题.
4.(5分)(2008•北京)若点P到直线x=﹣1的距离比它到点(2,0)的距离小1,则点P 的轨迹为()
A.圆B.椭圆 C.双曲线D.抛物线
【考点】抛物线的定义.
【分析】把直线x=﹣1向左平移一个单位变为x=﹣2,此时点P到直线x=﹣2的距离等于它到点(2,0)的距离,这就是抛物线的定义.
【解答】解:因为点P到直线x=﹣1的距离比它到点(2,0)的距离小1,
所以点P到直线x=﹣2的距离等于它到点(2,0)的距离,
因此点P的轨迹为抛物线.
故选D.
【点评】本题考查抛物线的定义.
5.(5分)(2008•北京)若实数x,y满足则z=3x+2y的最小值是()
A.0 B.1 C.D.9
【考点】简单线性规划的应用.
【分析】本题考查的知识点是线性规划,处理的思路为:根据已知的约束条件
画出满足约束条件的可行域,再用角点法,求出目标函数的最大值.
【解答】解:约束条件对应的平面区域如图示:由图可知当x=0,y=0时,目
标函数Z有最小值,
Z min=3x+2y=30=1
故选B
【点评】用图解法解决线性规划问题时,分析题目的已知条件,找出约束条件和目标函数是关键,可先将题目中的量分类、列出表格,理清头绪,然后列出不等式组(方程组)寻求约束条件,并就题目所述找出目标函数.然后将可行域各角点的值一一代入,最后比较,即可得到目标函数的最优解.
6.(5分)(2008•北京)已知数列{a n}对任意的p,q∈N*满足a p+q=a p+a q,且a2=﹣6,那么a10等于()
A.﹣165 B.﹣33 C.﹣30 D.﹣21
【考点】数列的概念及简单表示法.
【分析】根据题目所给的恒成立的式子a p+q=a p+a q,给任意的p,q∈N*,我们可以先算出a4,再算出a8,最后算出a10,也可以用其他的赋值过程,但解题的原理是一样的.
【解答】解:∵a4=a2+a2=﹣12,
∴a8=a4+a4=﹣24,
∴a10=a8+a2=﹣30,
故选C
【点评】这道题解起来有点出乎意料,它和函数的联系非常密切,通过解决探索性问题,进一步培养学生创新能力,综合运用数学思想方法分析问题与解决问题的能力.
7.(5分)(2008•北京)过直线y=x上的一点作圆(x﹣5)2+(y﹣1)2=2的两条切线l1,l2,当直线l1,l2关于y=x对称时,它们之间的夹角为()
A.30°B.45°C.60°D.90°
【考点】圆的切线方程.
【专题】压轴题.
【分析】过圆心M作直线l:y=x的垂线交于N点,过N点作圆的切线能够满足条件,不难求出夹角为600.
明白N点后,用图象法解之也很方便
【解答】解:圆(x﹣5)2+(y﹣1)2=2的圆心(5,1),过(5,1)与y=x垂直的直线方程:x+y﹣6=0,它与y=x 的交点N(3,3),
N到(5,1)距离是,两条切线l1,l2,它们之间的夹角为60°.
故选C.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,以及数形结合的数学思想;这个解题方法在高考中应用的非常普遍.
8.(5分)(2008•北京)如图,动点P在正方体ABCD﹣A1B1C1D1的对角线BD1上.过点P作垂直于平面BB1D1D的直线,与正方体表面相交于M,N.设BP=x,MN=y,则函数y=f(x)的图象大致是()
A.B.C.D.
【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.
【专题】压轴题.
【分析】只有当P移动到正方体中心O时,MN有唯一的最大值,则淘汰选项A、C;P点移动时,x与y的关系应该是线性的,则淘汰选项D.
【解答】解:设正方体的棱长为1,显然,当P移动到对角线BD1的中点O时,函数取得唯一最大值,所以排除A、C;
当P在BO上时,分别过M、N、P作底面的垂线,垂足分别为M1、N1、P1,
则y=MN=M1N1=2BP1=2•xcos∠D1BD=2•是一次函数,所以排除D.
故选B.
【点评】本题考查直线与截面的位置关系、空间想象力及观察能力,同时考查特殊点法、排除法.
二、填空题(共6小题,每小题5分,满分30分)
9.(5分)(2008•北京)已知(a﹣i)2=2i,其中i是虚数单位,那么实数a=﹣1.【考点】复数代数形式的混合运算.
【分析】直接化简方程,利用复数相等条件即可求解.
【解答】解:a2﹣2ai﹣1=a2﹣1﹣2ai=2i,a=﹣1
故答案为:﹣1
【点评】考查复数的代数形式的混合运算,复数相等条件,易错处增根a=1没有舍去.高考基本得分点.
10.(5分)(2008•北京)已知向量与的夹角为120°,且,那么
的值为0.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】由向量数量积公式进行计算即可.
【解答】解:由题意知==2×4×4cos120°+42=0.
故答案为0.
【点评】本题考查向量数量积运算公式.
11.(5分)(2008•北京)若展开式的各项系数之和为32,则n=5,其展
开式中的常数项为
10.(用数字作答)
【考点】二项式系数的性质;二项式定理.
【专题】计算题.
【分析】显然展开式的各项系数之和就是二项式系数之和,也即n=5;将5拆分成“前3后2”恰好出现常数项,C52=10.
【解答】解:∵展开式的各项系数之和为32
∴2n=32解得n=5
展开式的通项为T r+1=C5r x10﹣5r
当r=2时,常数项为C52=10.
故答案为5,10.
【点评】本题主要考查了二项式定理的应用,课本中的典型题目,套用公式解题时,易出现计算错误,二项式的考题难度相对较小,注意三基训练.
12.(5分)(2008•北京)如图,函数f(x)的图象是折线段ABC,其中A,B,C的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则f(f(0))=2;=﹣2.(用数字作答)
【考点】极限及其运算;函数的值.
【专题】计算题;压轴题.
【分析】由函数的图象可知,,当0≤x≤2,f'(x)=﹣2,所以由导数的几何意义知=f'(1)=﹣2.
【解答】解:∵f(0)=4,f(4)=2,f(2)=4,
∴由函数的图象可知,

由导数的几何意义知=f′(1)=﹣2.
答案:2;﹣2.
【点评】本题考查函数的图象,导数的几何意义.数形结合是最常用的手段之一,希望引起足够重视.
13.(5分)(2008•北京)已知函数f(x)=x2﹣cosx,对于[﹣,]上的任意x1,x2,有
如下条件:
①x1>x2;②x12>x22;③|x1|>x2.
其中能使f(x1)>f(x2)恒成立的条件序号是
②.
【考点】函数奇偶性的性质;余弦函数的奇偶性.
【专题】压轴题.
【分析】先研究函数的性质,观察知函数是个偶函数,由于f′(x)=2x+sinx,在[0,]上f′(x)>0,可推断出函数在y轴两边是左减右增,此类函数的特点是自变量离原点的位置
越近,则函数值越小,欲使f(x1)>f(x2)恒成立,只需x1,到原点的距离比x2,到原点的距离大即可,由此可得出|x1|>|x2|,在所给三个条件中找符合条件的即可.
【解答】解:函数f(x)为偶函数,f′(x)=2x+sinx,
当0<x≤时,0<sinx≤1,0<2x≤π,
∴f′(x)>0,函数f(x)在[0,]上为单调增函数,
由偶函数性质知函数在[﹣,0]上为减函数.
当x12>x22时,得|x1|>|x2|≥0,
∴f(|x1|)>f(|x2|),由函数f(x)在上[﹣,]为偶函数得f(x1)>f(x2),故②成立.
∵>﹣,而f()=f(),
∴①不成立,同理可知③不成立.故答案是②.
故应填②
【点评】本题考查函数的性质奇偶性与单调性,属于利用性质推导出自变量的大小的问题,本题的解题方法新颖,判断灵活,方法巧妙.
14.(5分)(2008•北京)某校数学课外小组在坐标纸上,为学校的一块空地设计植树方案如下:第k棵树种植在点P k(x k,y k)处,其中x1=1,y1=1,当k≥2时,
T(a)表示非负实数a的整数部分,例如
T(2.6)=2,T(0.2)=0.按此方案,第6棵树种植点的坐标应为(1,2);第2009棵树种植点的坐标应为(4,402).
【考点】数列的应用.
【专题】压轴题;规律型.
【分析】由题意可知,数列x n为1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,…;数列{y n}为1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,…由此入手能够得到第6棵树种植点的坐标和第2009棵树种植点的坐标.
【解答】解:∵组成的数列为0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,
0,0,0,0,1…,k=2,3,4,5,…
一一代入计算得数列x n为1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,…
即x n的重复规律是x5n+1=1,x5n+2=2,x5n+3=3,x5n+4=4,x5n=5.n∈N*.
数列{y n}为1,1,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,…
即y n的重复规律是y5n+k=n,0≤k<5.
∴由题意可知第6棵树种植点的坐标应为(1,2);第2009棵树种植点的坐标应为(4,402).【点评】本题考查数列的性质和应用,解题时要注意创新题的灵活运用.
三、解答题(共6小题,满分80分)
15.(13分)(2008•北京)已知函数f(x)=sin2ωx+sinωxsin(ωx+)(ω>0)的最小
正周期为π.
(1)求ω的值;
(2)求函数f(x)在区间[0,]上的取值范围.
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;三角函数中的恒等变换应用.
【专题】计算题.
【分析】(Ⅰ)先根据倍角公式和两角和公式,对函数进行化简,再利用T=,进而求得
ω
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得函数f(x)的解析式,再根据正弦函数的单调性进而求得函数f(x)的范围.
【解答】解:(Ⅰ)
==

∵函数f(x)的最小正周期为π,且ω>0,
∴,解得ω=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得.
∵,
∴,
∴.
∴,即f(x)的取值范围为.
【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象,三角函数式恒等变形,三角函数的值域.公式的记忆,范围的确定,符号的确定是容易出错的地方.
16.(14分)(2008•北京)如图,在三棱锥P﹣ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,AP=BP=AB,PC⊥AC.
(Ⅰ)求证:PC⊥AB;
(Ⅱ)求二面角B﹣AP﹣C的大小;
(Ⅲ)求点C到平面APB的距离.
【考点】与二面角有关的立体几何综合题;点、线、面间的距离计算.
【专题】计算题;证明题.
【分析】(Ⅰ)欲证PC⊥AB,取AB中点D,连接PD,CD,可先证AB⊥平面PCD,欲证AB⊥平面PCD,根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证AB与平面PCD内两相交直线垂直,而PD⊥AB,CD⊥AB,又PD∩CD=D,满足定理条件;
(Ⅱ)取AP中点E.连接BE,CE,根据二面角平面角的定义可知∠BEC是二面角B﹣AP ﹣C的平面角,在△BCE中求出此角即可;
(Ⅲ)过C作CH⊥PD,垂足为H,易知CH的长即为点C到平面APB的距离,在Rt△PCD 中利用勾股定理等知识求出CH即可.
【解答】解:(Ⅰ)取AB中点D,连接PD,CD.
∵AP=BP,∴PD⊥AB.
∵AC=BC,∴CD⊥AB.
∵PD∩CD=D,∴AB⊥平面PCD.
∵PC⊂平面PCD,∴PC⊥AB.
(Ⅱ)∵AC=BC,AP=BP,∴△APC≌△BPC.
又PC⊥AC,∴PC⊥BC.
又∠ACB=90°,即AC⊥BC,且AC∩PC=C,∴BC⊥平面PAC.
取AP中点E.连接BE,CE.
∵AB=BP,∴BE⊥AP.
∵EC是BE在平面PAC内的射影,∴CE⊥AP.
∴∠BEC是二面角B﹣AP﹣C的平面角.
在△BCE中,BC=2,,CE=
cos∠BEC=.∴二面角B﹣AP﹣C的大小arccos.
(Ⅲ)由(Ⅰ)知AB⊥平面PCD,∴平面APB⊥平面PCD.
过C作CH⊥PD,垂足为H.
∵平面APB∩平面PCD=PD,∴CH⊥平面APB.
∴CH的长即为点C到平面APB的距离.
由(Ⅰ)知PC⊥AB,又PC⊥AC,且AB∩AC=A,∴PC⊥平面ABC.
∵CD⊂平面ABC,∴PC⊥CD.
在Rt△PCD中,,,
∴.∴.
∴点C到平面APB的距离为.
【点评】本题主要考查了空间两直线的位置关系,以及二面角的度量和点到面的距离的求解,培养学生空间想象能力,属于基础题.
17.(13分)(2008•北京)甲、乙等五名奥运志愿者被随机地分到A,B,C,D四个不同的岗位服务,每个岗位至少有一名志愿者.
(Ⅰ)求甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率;
(Ⅱ)求甲、乙两人不在同一个岗位服务的概率;
(Ⅲ)设随机变量ξ为这五名志愿者中参加A岗位服务的人数,求ξ的分布列.
【考点】古典概型及其概率计算公式;离散型随机变量及其分布列.
【专题】概率与统计.
【分析】(Ⅰ)甲、乙两人同时参加A岗位服务,则另外三个人在B、C、D三个位置进行全排列,所有的事件数是从5个人中选2个作为一组,同其他3人共4个元素在四个位置进行排列.
(Ⅱ)总事件数同第一问一样,甲、乙两人不在同一个岗位服务的对立事件是甲、乙两人同时参加同一岗位服务,即甲、乙两人作为一个元素同其他三个元素进行全排列.
(Ⅲ)五名志愿者中参加A岗位服务的人数ξ可能的取值是1、2,ξ=2”是指有两人同时参加A岗位服务,同第一问类似做出结果.写出分布列.
【解答】解:(Ⅰ)记甲、乙两人同时参加A岗位服务为事件E A,
总事件数是从5个人中选2个作为一组,同其他3人共4个元素在四个位置进行排列C52A44.满足条件的事件数是A33,
那么,
即甲、乙两人同时参加A岗位服务的概率是.
(Ⅱ)记甲、乙两人同时参加同一岗位服务为事件E,
满足条件的事件数是A44,
那么,
∴甲、乙两人不在同一岗位服务的概率是.
(Ⅲ)随机变量ξ可能取的值为1,2.事件“ξ=2”是指有两人同时参加A岗位服务,
则.
∴,ξ的分布列是
ξ 1 2
P
【点评】本题考查概率,随机变量的分布列,近几年新增的内容,整体难度不大,可以作为高考基本得分点.总的可能性是典型的“捆绑排列”,易把C52混淆为A52,
18.(13分)(2008•北京)已知函数,求导函数f′(x),并确定f(x)
的单调区间.
【考点】利用导数研究函数的单调性;导数的运算.
【分析】根据函数的求导法则进行求导,然后由导数大于0时原函数单调递增,导数小于0时原函数单调递减可得答案.
【解答】解:
==

令f'(x)=0,得x=b﹣1.
当b﹣1<1,即b<2时,f'(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,b﹣1)b﹣1 (b﹣1,1)(1,+∞)
f′(x)﹣0 + ﹣
当b﹣1>1,即b>2时,f'(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,1)(1,b﹣1)b﹣1 (b﹣1,+∞)
f′(x)﹣+ 0 ﹣
所以,当b<2时,函数f(x)在(﹣∞,b﹣1)上单调递减,在(b﹣1,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
当b>2时,函数f(x)在(﹣∞,1)上单调递减,在(1,b﹣1)上单调递增,在(b﹣1,+∞)上单调递减.
当b﹣1=1,即b=2时,,所以函数f(x)在(﹣∞,1)上单调
递减,在(1,+∞)上单调递减.
【点评】本题主要考查函数的求导方法和导数的应用.导数题一般不会太难但公式记忆容易出错,要熟练掌握简单函数的求导法则.
19.(14分)(2008•北京)已知菱形ABCD的顶点A,C在椭圆x2+3y2=4上,对角线BD 所在直线的斜率为1.
(Ⅰ)当直线BD过点(0,1)时,求直线AC的方程;
(Ⅱ)当∠ABC=60°时,求菱形ABCD面积的最大值.
【考点】椭圆的应用.
【专题】计算题;压轴题.
【分析】(Ⅰ)由题意得直线BD的方程,根据四边形ABCD为菱形,判断出AC⊥BD.于是可设出直线AC的方程与椭圆的方程联立,根据判别式大于0求得n的范围,设A,C两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),根据韦达定理求得x1+x2和x1x2,代入直线方程可表示出y1+y2,进而可得AC中点的坐标,把中点代入直线y=x+1求得n,进而可得直线AC的方程.
(Ⅱ)根据四边形ABCD为菱形判断出∠ABC=60°且|AB|=|BC|=|CA|.进而可得菱形ABCD 的面积根据n的范围确定面积的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意得直线BD的方程为y=x+1.
因为四边形ABCD为菱形,所以AC⊥BD.
于是可设直线AC的方程为y=﹣x+n.
由得4x2﹣6nx+3n2﹣4=0.
因为A,C在椭圆上,
所以△=﹣12n2+64>0,解得.
设A,C两点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
则,,y1=﹣x1+n,y2=﹣x2+n.
所以.
所以AC的中点坐标为.
由四边形ABCD为菱形可知,点在直线y=x+1上,
所以,解得n=﹣2.
所以直线AC的方程为y=﹣x﹣2,即x+y+2=0.
(Ⅱ)因为四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°,
所以|AB|=|BC|=|CA|.
所以菱形ABCD的面积.
由(Ⅰ)可得,
所以.
所以当n=0时,菱形ABCD的面积取得最大值.
【点评】本题主要考查了椭圆的应用,直线方程和最值解析几何的综合题,在高考中的“综合程度”往往比较高,注意复习时与之匹配
20.(13分)(2008•北京)对于每项均是正整数的数列A:a1,a2,…,a n,定义变换T1,T1将数列A变换成数列T1(A):n,a1﹣1,a2﹣1,…,a n﹣1;对于每项均是非负整数的数列B:b1,b2,…,b m,定义变换T2,T2将数列B各项从大到小排列,然后去掉所有为零的项,得到数列T2(B);又定义S(B)=2(b1+2b2+…+mb m)+b12+b22+…+b m2.设A0是每项均为正整数的有穷数列,令A k+1=T2(T1(A k))(k=0,1,2,…).
(Ⅰ)如果数列A0为5,3,2,写出数列A1,A2;
(Ⅱ)对于每项均是正整数的有穷数列A,证明S(T1(A))=S(A);
(Ⅲ)证明:对于任意给定的每项均为正整数的有穷数列A0,存在正整数K,当k≥K时,S(A k+1)=S(A k).
【考点】数列的应用.
【专题】压轴题;探究型.
【分析】(Ⅰ)由A0:5,3,2,求得T1(A0)再通过A k+1=T2(T1(A k))求解.
(Ⅱ)设有穷数列A求得T1(A)再求得S(T1(A)),由S(A)=2(a1+2a2++na n)+a12+a22++a n2,两者作差比较.
(Ⅲ)设A是每项均为非负整数的数列a1,a2,a n.在存在1≤i<j≤n,有a i≤a j时条件下,交换数列A的第i项与第j项得到数列B,在存在1≤m<n,使得a m+1=a m+2═a n=0时条件下,若记数列a1,a2,…,a m为C,A k+1=T2(T1(A k))s(A k+1)≤S(T1(A k)).由S(T1(A k))=S(A k),得到S(A k+1)≤S(A k).S(A k)是大于2的整数,所以经过有限步后,必有S (A k)=S(A k+1)=S(A k+2)=0.
【解答】解:(Ⅰ)解:A0:5,3,2,T1(A0):3,4,2,1,A1=T2(T1(A0)):4,3,2,1;T1(A1):4,3,2,1,0,A2=T2(T1(A1)):4,3,2,1.
(Ⅱ)证明:设每项均是正整数的有穷数列A为a1,a2,a n,
则T1(A)为n,a1﹣1,a2﹣1,a n﹣1,
从而S(T1(A))=2[n+2(a1﹣1)+3(a2﹣1)++(n+1)(a n﹣1)]+n2+(a1﹣1)2+(a2﹣1)2++(a n﹣1)2.
又S(A)=2(a1+2a2++na n)+a12+a22++a n2,
所以S(T1(A))﹣S(A)=2[n﹣2﹣3﹣﹣(n+1)]+2(a1+a2++a n)+n2﹣2(a1+a2++a n)+n=﹣n(n+1)+n2+n=0,
故S(T1(A))=S(A).
(Ⅲ)证明:设A是每项均为非负整数的数列a1,a2,a n.
当存在1≤i<j≤n,使得a i≤a j时,交换数列A的第i项与第j项得到数列B,
则S(B)﹣S(A)=2(ia j+ja i﹣ia i﹣ja j)=2(i﹣j)(a j﹣a i)≤0.
当存在1≤m<n,使得a m+1=a m+2═a n=0时,若记数列a1,a2,a m为C,
则S(C)=S(A).
所以S(T2(A))≤S(A).
从而对于任意给定的数列A0,由A k+1=T2(T1(A k))(k=0,1,2,)
可知S(A k+1)≤S(T1(A k)).
又由(Ⅱ)可知S(T1(A k))=S(A k),所以S(A k+1)≤S(A k).
即对于k∈N,要么有S(A k+1)=S(A k),要么有S(A k+1)≤S(A k)﹣1.
因为S(A k)是大于2的整数,所以经过有限步后,必有S(A k)=S(A k+1)=S(A k+2)=0.即存在正整数K,当k≥K时,S(A k+1)=S(A)
【点评】本题是一道由一个数列为基础,按着某种规律新生出另一个数列的题目,要注意新数列的前几项一定不能出错,一出旦错,则整体出错.。

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