高中數(shù)學(xué)北師大版選修2-3學(xué)案:2.4 二項(xiàng)分布 Word版含解析_第1頁
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1、§4二項(xiàng)分布1掌握獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概念及意義,理解事件在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中恰好發(fā)生k次的概率公式(重點(diǎn))2理解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型,并能用于解一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問題(難點(diǎn))3了解二項(xiàng)分布與超幾何分布的關(guān)系(易混點(diǎn))基礎(chǔ)·初探教材整理二項(xiàng)分布閱讀教材P48P50,完成下列問題1n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行n次試驗(yàn),如果滿足以下條件:(1)每次試驗(yàn)只有兩個(gè)相互_的結(jié)果,可以分別稱為“_”和“_”;(2)每次試驗(yàn)“成功”的概率均為p,“失敗”的概率均為;(3)各次試驗(yàn)是相互獨(dú)立的,則這n次試驗(yàn)稱為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)【答案】(1)對(duì)立成功失敗(2)1p2二項(xiàng)分布(1)若用隨機(jī)變量X表示n次獨(dú)立重

2、復(fù)試驗(yàn)的次數(shù),則P(Xk)_(k0,1,2,n)(2)若一個(gè)隨機(jī)變量X的分布列如(1)所述,則稱X服從參數(shù)為n,p的二項(xiàng)分布,簡(jiǎn)記為X_.【答案】(1)Cpk(1p)nk(2)B(n,p)1獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)滿足的條件是_(填序號(hào))每次試驗(yàn)之間是相互獨(dú)立的;每次試驗(yàn)只有發(fā)生和不發(fā)生兩種情況;每次試驗(yàn)中發(fā)生的機(jī)會(huì)是均等的;每次試驗(yàn)發(fā)生的事件是互斥的【解析】由n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的定義知正確【答案】2一枚硬幣連擲三次,只有一次出現(xiàn)正面的概率為_【解析】拋擲一枚硬幣出現(xiàn)正面的概率為,由于每次試驗(yàn)的結(jié)果不受影響,故由獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)可知,所求概率為PC2.【答案】質(zhì)疑·手記預(yù)習(xí)完成后,請(qǐng)將你的疑問記錄,并

3、與“小伙伴們”探討交流:疑問1:解惑:疑問2:解惑:疑問3:解惑:小組合作型獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中的概率問題某氣象站天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率為80%,計(jì)算(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后面第2位):(1)5次預(yù)報(bào)中恰有2次準(zhǔn)確的概率;(2)5次預(yù)報(bào)中至少有2次準(zhǔn)確的概率;(3)5次預(yù)報(bào)中恰有2次準(zhǔn)確,且其中第3次預(yù)報(bào)準(zhǔn)確的概率【精彩點(diǎn)撥】由于5次預(yù)報(bào)是相互獨(dú)立的,且結(jié)果只有兩種(即準(zhǔn)確或不準(zhǔn)確),符合獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)【自主解答】(1)記預(yù)報(bào)一次準(zhǔn)確為事件A,則P(A)0.8.5次預(yù)報(bào)相當(dāng)于5次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),2次準(zhǔn)確的概率為PC×0.82×0.230.051 20.05,因此5次預(yù)報(bào)中恰有2次準(zhǔn)確的概率約為

4、0.05.(2)“5次預(yù)報(bào)中至少有2次準(zhǔn)確”的對(duì)立事件為“5次預(yù)報(bào)全部不準(zhǔn)確或只有1次準(zhǔn)確”,其概率為PC×(0.2)5C×0.8×0.240.006 720.01.所以所求概率為1P10.010.99.所以5次預(yù)報(bào)中至少有2次準(zhǔn)確的概率約為0.99.(3)說明第1,2,4,5次中恰有1次準(zhǔn)確所以概率為PC×0.8×0.23×0.80.02 0480.02,所以恰有2次準(zhǔn)確,且其中第3次預(yù)報(bào)準(zhǔn)確的概率約為0.02.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)概率求法的三個(gè)步驟1判斷:依據(jù)n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的特征,判斷所給試驗(yàn)是否為獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)2分拆:判斷所求事件是否需

5、要分拆3計(jì)算:就每個(gè)事件依據(jù)n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率公式求解,最后利用互斥事件概率加法公式計(jì)算再練一題1(1)甲、乙兩隊(duì)進(jìn)行排球比賽,已知在一局比賽中甲隊(duì)勝的概率為,沒有平局若進(jìn)行三局兩勝制比賽,先勝兩局者為勝,甲獲勝的概率為_(2)在4次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A至少發(fā)生1次的概率為,則事件A在1次試驗(yàn)中出現(xiàn)的概率為_【解析】(1)“甲獲勝”分兩類:甲連勝兩局;前兩局中甲勝一局,并勝最后一局即P2C×××.(2)由題意知,Cp0(1p)41,p.【答案】(1)(2)二項(xiàng)分布一名學(xué)生每天騎自行車上學(xué),從家到學(xué)校的途中有5個(gè)交通崗,假設(shè)他在各交通崗遇到紅燈的事件是相互獨(dú)立

6、的,并且概率都是.(1)求這名學(xué)生在途中遇到紅燈的次數(shù)的分布列;(2)求這名學(xué)生在首次遇到紅燈或到達(dá)目的地停車前經(jīng)過的路口數(shù)的分布列【精彩點(diǎn)撥】(1)首先判斷是否服從二項(xiàng)分布,再求分布列(2)注意“首次遇到”“或到達(dá)”的含義,并明確的取值再求取各值的概率【自主解答】(1)B,的分布列為P(k)Ck5k,k0,1,2,3,4,5.(2)的分布列為P(k)P(前k個(gè)是綠燈,第k1個(gè)是紅燈)k·,k0,1,2,3,4;P(5)P(5個(gè)均為綠燈)5.故的分布列為012345P1本例屬于二項(xiàng)分布,當(dāng)X服從二項(xiàng)分布時(shí),應(yīng)弄清XB(n,p)中的試驗(yàn)次數(shù)n與成功概率p.2解決二項(xiàng)分布問題的兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)

7、(1)對(duì)于公式P(Xk)Cpk(1p)nk(k0,1,2,n)必須在滿足“獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)”時(shí)才能運(yùn)用,否則不能應(yīng)用該公式(2)判斷一個(gè)隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布,關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是對(duì)立性,即一次試驗(yàn)中,事件發(fā)生與否兩者必有其一;二是重復(fù)性,即試驗(yàn)是獨(dú)立重復(fù)地進(jìn)行了n次再練一題2在一次數(shù)學(xué)考試中,第14題和第15題為選做題規(guī)定每位考生必須且只需在其中選做一題設(shè)4名考生選做每道題的可能性均為,且各人的選擇相互之間沒有影響(1)求其中甲、乙2名考生選做同一道題的概率;(2)設(shè)這4名考生中選做第15題的人數(shù)為名,求的分布列【解】(1)設(shè)事件A表示“甲選做14題”,事件B表示“乙選做14題”,則甲、乙2名考生

8、選做同一道題的事件為“AB”,且事件A,B相互獨(dú)立P(AB)P(A)P(B)P()P()××.(2)隨機(jī)變量的可能取值為0,1,2,3,4,且B.P(k)Ck4kC4(k0,1,2,3,4)隨機(jī)變量的分布列為01234P探究共研型獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布綜合應(yīng)用探究1王明在做一道單選題時(shí),從A,B,C,D四個(gè)選項(xiàng)中隨機(jī)選一個(gè)答案,他做對(duì)的結(jié)果數(shù)服從二項(xiàng)分布嗎??jī)牲c(diǎn)分布與二項(xiàng)分布有何關(guān)系?【提示】做一道題就是做一次試驗(yàn),做對(duì)的次數(shù)可以為0次、1次,它服從二項(xiàng)分布兩點(diǎn)分布就是一種特殊的二項(xiàng)分布,即是n1的二項(xiàng)分布探究2王明做5道單選題,每道題都隨機(jī)選一個(gè)答案,那么他做對(duì)的道數(shù)服從

9、二項(xiàng)分布嗎?為什么?【提示】服從二項(xiàng)分布因?yàn)槊康李}都是隨機(jī)選一個(gè)答案,結(jié)果只有兩個(gè):對(duì)與錯(cuò),并且每道題做對(duì)的概率均相等,故做5道題可以看成“一道題”重復(fù)做了5次,做對(duì)的道數(shù)就是5次試驗(yàn)中“做對(duì)”這一事件發(fā)生的次數(shù),故他做對(duì)的“道數(shù)”服從二項(xiàng)分布探究3王明做5道單選題,其中2道會(huì)做,其余3道均隨機(jī)選一個(gè)答案,他做對(duì)的道數(shù)服從二項(xiàng)分布嗎?如何判斷一隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布?【提示】不服從二項(xiàng)分布因?yàn)闀?huì)做的兩道題做對(duì)的概率與隨機(jī)選取一個(gè)答案做對(duì)的概率不同,不符合二項(xiàng)分布的特點(diǎn),判斷一個(gè)隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布關(guān)鍵是看它是否是n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),隨機(jī)變量是否為在這n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中某事件發(fā)生的次數(shù),滿足

10、這兩點(diǎn)的隨機(jī)變量才服從二項(xiàng)分布,否則就不服從二項(xiàng)分布(2016·泰興高二檢測(cè))甲乙兩隊(duì)參加奧運(yùn)知識(shí)競(jìng)賽,每隊(duì)3人,每人回答一個(gè)問題,答對(duì)者為本隊(duì)贏得一分,答錯(cuò)得零分假設(shè)甲隊(duì)中每人答對(duì)的概率均為,乙隊(duì)中3人答對(duì)的概率分別為,且各人回答正確與否相互之間沒有影響用表示甲隊(duì)的總得分(1)求隨機(jī)變量的分布列;(2)用A表示“甲、乙兩個(gè)隊(duì)總得分之和等于3”這一事件,用B表示“甲隊(duì)總得分大于乙隊(duì)總得分”這一事件,求P(AB)【精彩點(diǎn)撥】(1)由于甲隊(duì)中每人答對(duì)的概率相同,且正確與否沒有影響,所以服從二項(xiàng)分布,其中n3,p;(2)AB表示事件A、B同時(shí)發(fā)生,即甲、乙兩隊(duì)總得分之和為3且甲隊(duì)總得分大于

11、乙隊(duì)總得分【自主解答】(1)由題意知,的可能取值為0,1,2,3,且p(0)C3,P(1)C2,P(2)C2,P(3)C3.所以的分布列為0123P(2)用C表示“甲得2分乙得1分”這一事件,用D表示“甲得3分乙得0分”這一事件,所以ABCD,且C,D互斥,又P(C)C2,P(D)C3,由互斥事件的概率公式得P(AB)P(C)P(D).對(duì)于概率問題的綜合題,首先,要準(zhǔn)確地確定事件的性質(zhì),把問題化歸為古典概型、互斥事件、獨(dú)立事件、獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)四類事件中的某一種;其次,要判斷事件是AB還是AB,確定事件至少有一個(gè)發(fā)生,還是同時(shí)發(fā)生,分別運(yùn)用相加或相乘事件公式,最后,選用相應(yīng)的求古典概型、互斥事件、

12、條件概率、獨(dú)立事件、n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的概率公式求解.再練一題3(2016·余姚高二質(zhì)檢)為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長,某市決定新建一批重點(diǎn)工程,分為基礎(chǔ)設(shè)施工程、民生工程和產(chǎn)業(yè)建設(shè)工程三類,這三類工程所含項(xiàng)目的個(gè)數(shù)分別占總數(shù)的,.現(xiàn)有3名工人獨(dú)立地從中任選一個(gè)項(xiàng)目參與建設(shè)(1)求他們選擇的項(xiàng)目所屬類別互不相同的概率;(2)記為3人中選擇的項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)設(shè)施工程或產(chǎn)業(yè)建設(shè)工程的人數(shù),求的分布列【解】記第i名工人選擇的項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)設(shè)施工程、民生工程和產(chǎn)業(yè)建設(shè)工程分別為事件Ai,Bi,Ci,i1,2,3.由題意知A1,A2,A3相互獨(dú)立,B1,B2,B3相互獨(dú)立,C1,C2,C3相互獨(dú)立,Ai,Bj,Ck

13、(i,j,k1,2,3且i,j,k互不相同)相互獨(dú)立,用P(Ai),P(Bj),P(Ck).(1)他們選擇的項(xiàng)目所屬類別互不相同的概率P3! P(A1B2C3)6P(A1)P(B2)P(C3)6×××.(2)法一:設(shè)3名工人中選擇的項(xiàng)目屬于民生工程的人數(shù)為,由已知,B,且3,所以P(0)P(3)C3,P(1)P(2)C2,P(2)P(1)C2,P(3)P(0)C3.故的分布列是0123p法二:記第i名工人選擇的項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)設(shè)施工程或產(chǎn)業(yè)建設(shè)工程分別為事件Di,i1,2,3.由已知,D1,D2,D3相互獨(dú)立,且P(Di)P(AiCi)P(Ai)P(Ci),所以B,即

14、P(k)Ck3k,k0,1,2,3.故的分布列是0123p構(gòu)建·體系1(2016·桂林二模)一袋中有5個(gè)白球,3個(gè)紅球,現(xiàn)從袋中往外取球,每次任取一個(gè)記下顏色后放回,直到紅球出現(xiàn)10次時(shí)停止,設(shè)停止時(shí)共取了X次球,則P(X12)()AC102BC102CC22DC102【解析】“X12”表示第12次取到紅球,且前11次有9次取到紅球,2次取到白球,因此,P(X12)·C9×2C102.【答案】D2某電子管正品率為,次品率為,現(xiàn)對(duì)該批電子管進(jìn)行測(cè)試,設(shè)第次首次測(cè)到正品,則P(3)()AC2×BC2×C.2× D.2×

15、【解析】3表示第3次首次測(cè)到正品,而前兩次都沒有測(cè)到正品,故其概率是2×.【答案】C3某市公租房的房源位于A,B,C三個(gè)片區(qū),設(shè)每位申請(qǐng)人只申請(qǐng)其中一個(gè)片區(qū)的房源,且申請(qǐng)其中任一個(gè)片區(qū)的房源是等可能的該市的4位申請(qǐng)人中恰有2人申請(qǐng)A片區(qū)房源的概率為_. 【導(dǎo)學(xué)號(hào):62690039】【解析】每位申請(qǐng)人申請(qǐng)房源為一次試驗(yàn),這是4次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),設(shè)申請(qǐng)A片區(qū)房源記為A,則P(A),所以恰有2人申請(qǐng)A片區(qū)的概率為C·2·2.【答案】4設(shè)XB(4,p),且P(X2),那么一次試驗(yàn)成功的概率p等于_【解析】P(X2)Cp2(1p)2,即p2(1p)22·2,解得p或

16、p.【答案】或5甲、乙兩人各射擊一次擊中目標(biāo)的概率分別是和,假設(shè)兩人射擊是否擊中目標(biāo),相互之間沒有影響,每次射擊是否擊中目標(biāo),相互之間也沒有影響(1)求甲射擊4次,至少1次未擊中目標(biāo)的概率;(2)求兩人各射擊4次,甲恰好擊中目標(biāo)2次且乙恰好擊中目標(biāo)3次的概率【解】設(shè)“甲、乙兩人各射擊一次擊中目標(biāo)分別記為A,B”,則P(A),P(B).(1)甲射擊4次,全擊中目標(biāo)的概率為CP4(A)1P(A)04.所以甲射擊4次至少1次未擊中目標(biāo)的概率為1.(2)甲、乙各射擊4次,甲恰好擊中2次,概率為CP2(A)·1P(A)26×2×2.乙恰好擊中3次,概率為CP3(B)

17、3;1P(B)1.故所求概率為×.我還有這些不足:(1)(2)我的課下提升方案:(1)(2)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(建議用時(shí):45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)一、選擇題1一頭病豬服用某藥品后被治愈的概率是90%,則服用這種藥的5頭病豬中恰有3頭豬被治愈的概率為()A0.93B1(10.9)3CC×0.93×0.12DC×0.13×0.92【解析】由獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)恰好發(fā)生k次的概率公式知,該事件的概率為C×0.93×(10.9)2.【答案】C2假設(shè)流星穿過大氣層落在地面上的概率為,現(xiàn)有流星數(shù)量為5的流星群穿過大氣層有2個(gè)落在地面上的概率為()A.B.

18、C.D.【解析】此問題相當(dāng)于一個(gè)試驗(yàn)獨(dú)立重復(fù)5次,有2次發(fā)生的概率,所以PC·2·3.【答案】B3在4次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件出現(xiàn)的概率相同若事件A至少發(fā)生1次的概率為,則事件A在1次試驗(yàn)中出現(xiàn)的概率為()A.B. C.D.【解析】設(shè)所求概率為p,則1(1p)4,得p.【答案】A4位于坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)P按下述規(guī)則移動(dòng):質(zhì)點(diǎn)每次移動(dòng)一個(gè)單位;移動(dòng)的方向?yàn)橄蛏匣蛳蛴遥⑶蚁蛏?、向右移?dòng)的概率都是,質(zhì)點(diǎn)P移動(dòng)五次后位于點(diǎn)(2,3)的概率是()A.5BC×5CC×3DC×C×5【解析】如圖,由題可知,質(zhì)點(diǎn)P必須向右移動(dòng)2次,向上移動(dòng)3次才能位于

19、點(diǎn)(2,3),問題相當(dāng)于5次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)向右恰好發(fā)生2次的概率所以概率為PC×2×3C5.故選B.【答案】B5若隨機(jī)變量B,則P(k)最大時(shí),k的值為()A1或2B2或3C3或4D5【解析】依題意P(k)C×k×5k,k0,1,2,3,4,5.可以求得P(0),P(1),P(2),P(3),P(4),P(5).故當(dāng)k2或1時(shí),P(k)最大【答案】A二、填空題6已知汽車在公路上行駛時(shí)發(fā)生車禍的概率為0.001,如果公路上每天有1 000輛汽車通過,則公路上發(fā)生車禍的概率為_;恰好發(fā)生一起車禍的概率為_(已知0.9991 0000.367 70,0.9999

20、990.368 06,精確到0.000 1)【解析】設(shè)發(fā)生車禍的車輛數(shù)為X,則XB(1 000,0.001)(1)記事件A:“公路上發(fā)生車禍”,則P(A)1P(X0)10.9991 00010.367 700.632 3.(2)恰好發(fā)生一次車禍的概率為P(X1)C×0.001×0.9999990.368 060.368 1.【答案】0.632 30.368 17在等差數(shù)列an中,a42,a74,現(xiàn)從an的前10項(xiàng)中隨機(jī)取數(shù),每次取出一個(gè)數(shù),取后放回,連續(xù)抽取3次,假定每次取數(shù)互不影響,那么在這三次取數(shù)中,取出的數(shù)恰好為兩個(gè)正數(shù)和一個(gè)負(fù)數(shù)的概率為_(用數(shù)字作答)【解析】由已知

21、可求通項(xiàng)公式為an102n(n1,2,3,),其中a1,a2,a3,a4為正數(shù),a50,a6,a7,a8,a9,a10為負(fù)數(shù),從中取一個(gè)數(shù)為正數(shù)的概率為,取得負(fù)數(shù)的概率為.取出的數(shù)恰為兩個(gè)正數(shù)和一個(gè)負(fù)數(shù)的概率為C×2×1.【答案】8下列說法正確的是_(填序號(hào))某同學(xué)投籃的命中率為0.6,他10次投籃中命中的次數(shù)X是一個(gè)隨機(jī)變量,且XB(10,0.6);某福彩的中獎(jiǎng)概率為p,某人一次買了8張,中獎(jiǎng)張數(shù)X是一個(gè)隨機(jī)變量,且XB(8,p);從裝有5個(gè)紅球、5個(gè)白球的袋中,有放回地摸球,直到摸出白球?yàn)橹?,則摸球次數(shù)X是隨機(jī)變量,且XB.【解析】顯然滿足獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的條件,而雖然是有

22、放回地摸球,但隨機(jī)變量X的定義是直到摸出白球?yàn)橹梗簿褪钦f前面摸出的一定是紅球,最后一次是白球,不符合二項(xiàng)分布的定義【答案】三、解答題9(2016·濱州高二檢測(cè))某市醫(yī)療保險(xiǎn)實(shí)行定點(diǎn)醫(yī)療制度,按照“就近就醫(yī),方便管理”的原則,參加保險(xiǎn)人員可自主選擇四家醫(yī)療保險(xiǎn)定點(diǎn)醫(yī)院和一家社區(qū)醫(yī)院作為本人就診的醫(yī)療機(jī)構(gòu)若甲、乙、丙、丁4名參加保險(xiǎn)人員所在地區(qū)有A,B,C三家社區(qū)醫(yī)院,并且他們的選擇相互獨(dú)立設(shè)4名參加保險(xiǎn)人員選擇A社區(qū)醫(yī)院的人數(shù)為X,求X的分布列【解】由已知每位參加保險(xiǎn)人員選擇A社區(qū)的概率為,4名人員選擇A社區(qū)即4次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),即XB,所以P(Xk)C·k·4k(

23、k0,1,2,3,4),所以X的分布列為X01234P10.(2016·柳州高二檢測(cè))甲、乙兩隊(duì)在進(jìn)行一場(chǎng)五局三勝制的排球比賽中,規(guī)定先贏三局的隊(duì)獲勝,并且比賽就此結(jié)束,現(xiàn)已知甲、乙兩隊(duì)每比賽一局,甲隊(duì)獲勝的概率為,乙隊(duì)獲勝的概率為,且每局比賽的勝負(fù)是相互獨(dú)立的(1)求甲隊(duì)以32獲勝的概率;(2)求乙隊(duì)獲勝的概率【解】(1)設(shè)甲隊(duì)以32獲勝的概率為P1,則P1C2·2·.(2)設(shè)乙隊(duì)獲勝的概率為P2,則P23C2··C2·2·.能力提升1甲、乙兩人進(jìn)行乒乓球比賽,比賽規(guī)則為“3局2勝”,即以先贏2局者為勝,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每局比賽中甲獲勝的概率為0.6,則本次比賽甲獲勝的概率是()A0.216B0.36C0.432D0.648【解析】甲獲勝有兩種情況,一是甲以20獲勝,此時(shí)p10.620.36;二是甲以21獲勝,此時(shí)p2C×0.6×0.4×0.60.288,故甲獲勝的概率pp1p20.648.【答案】D2(2016·孝感高級(jí)中學(xué)期中)擲一枚質(zhì)地均勻的骰子n次,設(shè)出現(xiàn)k次點(diǎn)數(shù)為1的概率為Pn(k),若n20,則當(dāng)Pn

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