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文檔簡介

摘要:規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn),貼近高考.內(nèi)容同步,全面考查.難度合理,梯度遞進(jìn).關(guān)鍵字:專題講解,集合與簡易邏輯,高考二輪集合與簡易邏輯專題講解-----人教老版寫作:崔北祥§集合的概念及其基本運算基礎(chǔ)自測1.(2022·山東,1)滿足M,且M的集合M的個數(shù)是.答案22.設(shè)集合A=,則滿足AB=的集合B的個數(shù)是.答案43.設(shè)全集U={1,3,5,7},集合M={1,|a-5|},MU,UM={5,7},則a的值為。答案2或84.(2022·四川理,1)設(shè)集合U=AB則U(AB)等于.答案5.(2022·南通高三模擬)集合A=,B=,R(AB)=.答案(-∞,0)(0,+∞)例1若a,bR,集合求b-a的值.解由可知a≠0,則只能a+b=0,則有以下對應(yīng)關(guān)系:①或②由①得符合題意;②無解.所以b-a=2.例2已知集合A=,集合B=(1)若AB,求實數(shù)a的取值范圍;(2)若BA,求實數(shù)a的取值范圍;(3)A、B能否相等?若能,求出a的值;若不能,試說明理由.解A中不等式的解集應(yīng)分三種情況討論:①若a=0,則A=R;②若a<0,則A=③若a>0,則A=(1)當(dāng)a=0時,若AB,此種情況不存在.當(dāng)a<0時,若AB,如圖,則∴∴a<-8.當(dāng)a>0時,若AB,如圖,則∴∴a≥2.綜上知,此時a的取值范圍是a<-8或a≥2.(2)當(dāng)a=0時,顯然BA;當(dāng)a<0時,若BA,如圖,則∴∴-當(dāng)a>0時,若BA,如圖,則∴∴0<a≤2.綜上知,當(dāng)BA時,-0(3)當(dāng)且僅當(dāng)A、B兩個集合互相包含時,A=B.由(1)、(2)知,a=2.例3(14分)設(shè)集合AB(1)若AB求實數(shù)a的值;(2)若AB=A求實數(shù)a的取值范圍;(3)若U=R,A(UB)=A.求實數(shù)a的取值范圍.解由x2-3x+2=0得x=1或x=2,故集合A=2分(1)∵AB∴2B,代入B中的方程,得a2+4a+3=0,∴a=-1或a=-3;當(dāng)a=-1時,B=滿足條件;當(dāng)a=-3時,B=滿足條件;綜上,a的值為-1或-3.4分(2)對于集合B,=4(a+1)2-4(a2-5)=8(a+3).∵AB=A∴BA,①當(dāng)<0,即a<-3時,B=,滿足條件;②當(dāng)=0,即a=-3時,B=,滿足條件;③當(dāng)>0,即a>-3時,B=A=才能滿足條件,6分則由根與系數(shù)的關(guān)系得即矛盾;綜上,a的取值范圍是a≤-3.9分(3)∵A(UB)=A,∴AUB,∴AB=;10分①若B=,則<0適合;②若B≠,則a=-3時,B=,AB=,不合題意;a>-3,此時需1B且2B.將2代入B的方程得a=-1或a=-3(舍去);將1代入B的方程得a2+2a-2=0∴a≠-1且a≠-3且a≠-113分綜上,a的取值范圍是a<-3或-3<a<-1-或-1-<a<-1或-1<a<-1+或a>-1+14分例4若集合A1、A2滿足A1=A2=A,則稱(A1,A2)為集合A的一種分拆,并規(guī)定:當(dāng)且僅當(dāng)A1=A2時,(A1,A2)與(A2,A1)為集合A的同一種分拆,則集合A=的不同分拆種數(shù)是.答案271.設(shè)含有三個實數(shù)的集合可表示為也可表示為其中a,d,qR,求常數(shù)q.解依元素的互異性可知,a≠0,d≠0,q≠0,q≠.由兩集合相等,有(1)或(2)由(1)得a+2a(q-1)=aq2,∵a≠0,∴q2-2q+1=0,∴q=1(舍去).由(2)得a+2a(q2-1)=aq,∵a≠0,∴2q2-q-1=0,∴q=1或q=-∵q≠1,∴q=-綜上所述,q=-2.(1)若集合P=S且SP,求a的可取值組成的集合;(2)若集合A=B且B,求由m的可取值組成的集合.解(1)P=當(dāng)a=0時,S=,滿足SP;當(dāng)a≠0時,方程ax+1=0的解為x=-為滿足SP,可使或即a=或a=-故所求集合為(2)當(dāng)m+1>2m-1,即m<2時,B=,滿足BA;若B≠,且滿足BA,如圖所示,則即∴2≤m≤3.綜上所述,m的取值范圍為m<2或2≤m≤3,即所求集合為3.已知集合A=B,試問是否存在實數(shù)a,使得AB=?若存在,求出a的值;若不存在,請說明理由.解方法一假設(shè)存在實數(shù)a滿足條件AB=,則有(1)當(dāng)A≠時,由ABB=,知集合A中的元素為非正數(shù),設(shè)方程x2+(2+a)x+1=0的兩根為x1,x2,則由根與系數(shù)的關(guān)系,得(2)當(dāng)A=時,則有△=(2+a)2-4<0,解得-4<a<0.綜上(1)、(2),知存在滿足條件AB=的實數(shù)a,其取值范圍是(-4,+∞).方法二假設(shè)存在實數(shù)a滿足條件AB≠,則方程x2+(2+a)x+1=0的兩實數(shù)根x1,x2至少有一個為正,因為x1·x2=1>0,所以兩根x1,x2均為正數(shù).則由根與系數(shù)的關(guān)系,得解得又∵集合的補集為∴存在滿足條件AB=的實數(shù)a,其取值范圍是(-4,+∞).4.(2022·陜西理,12)設(shè)集合S=,在S上定義運算為:AiAj=Ak,其中k為i+j被4除的余數(shù),i,j=0,1,2,3,則滿足關(guān)系式(xx)A2=A0的x(xS)的個數(shù)為.答案2一、填空題1.(2022·江西理,2)定義集合運算:A*B=設(shè)A=B則集合A*B的所有元素之和為.答案62.已知全集U={0,1,3,5,7,9},A∩UB={1},B={3,5,7},那么(UA)∩(UB)=.答案{0,9}3.設(shè)全集U=R,集合M={x|x≤1或x≥3},集合P=,且UM≠,則實數(shù)k的取值范圍是.答案0<k<34.集合A={y∈R|y=lgx,x>1},B={-2,-1,1,2},則(RA)∩B=.答案{-2,-1}5.已知集合P={(x,y)||x|+|y|=1},Q={(x,y)|x2+y2≤1},則P與Q的關(guān)系為.答案PQ6.(2022·徐州模擬)設(shè)A,B是非空集合,定義A×B=,已知A=,B=,則A×B=.答案7.集合A={x||x-3|<a,a>0},B={x|x2-3x+2<0},且BA,則實數(shù)a的取值范圍是.答案[2,+∞)8.(2022·福建理,16)設(shè)P是一個數(shù)集,且至少含有兩個數(shù),若對任意a、b∈P,都有a+b、a-b、ab、∈P(除數(shù)b≠0),則稱P是一個數(shù)域.例如有理數(shù)集Q是數(shù)域;數(shù)集F={a+b|a,b∈Q}也是數(shù)域.有下列命題:①整數(shù)集是數(shù)域;②若有理數(shù)集QM,則數(shù)集M必為數(shù)域;③數(shù)域必為無限集;④存在無窮多個數(shù)域.其中正確的命題的序號是.(把你認(rèn)為正確的命題的序號都填上)答案③④二、解答題9.已知集合A={x|mx2-2x+3=0,m∈R}.(1)若A是空集,求m的取值范圍;(2)若A中只有一個元素,求m的值;(3)若A中至多只有一個元素,求m的取值范圍.解集合A是方程mx2-2x+3=0在實數(shù)范圍內(nèi)的解集.(1)∵A是空集,∴方程mx2-2x+3=0無解.∴Δ=4-12m<0,即m>.(2)∵A中只有一個元素,∴方程mx2-2x+3=0只有一個解.若m=0,方程為-2x+3=0,只有一解x=;若m≠0,則Δ=0,即4-12m=0,m=.∴m=0或m=.(3)A中至多只有一個元素包含A中只有一個元素和A是空集兩種含義,根據(jù)(1)、(2)的結(jié)果,得m=0或m≥.10.(1)已知A={a+2,(a+1)2,a2+3a+3}且1∈A,求實數(shù)a的值;(2)已知M={2,a,b},N={2a,2,b2}且M=N,求a,b的值.解(1)由題意知:a+2=1或(a+1)2=1或a2+3a+3=1,∴a=-1或-2或0,根據(jù)元素的互異性排除-1,-2,∴a=0即為所求.(2)由題意知,根據(jù)元素的互異性得即為所求.11.已知集合A=B=(1)當(dāng)m=3時,求A(RB);(2)若AB,求實數(shù)m的值.解由得∴-1<x≤5,∴A=.(1)當(dāng)m=3時,B=,則RB=,∴A(RB)=.(2)∵A=∴有42-2×4-m=0,解得m=8.此時B=,符合題意,故實數(shù)m的值為8.12.設(shè)集合A={(x,y)|y=2x-1,x∈N*},B={(x,y)|y=ax2-ax+a,x∈N*},問是否存在非零整數(shù)a,使A∩B≠?若存在,請求出a的值;若不存在,說明理由.解假設(shè)A∩B≠,則方程組有正整數(shù)解,消去y,得ax2-(a+2)x+a+1=0.(*)由Δ≥0,有(a+2)2-4a(a+1)≥0,解得-.因a為非零整數(shù),∴a=±1,當(dāng)a=-1時,代入(*),解得x=0或x=-1,而x∈N*.故a≠-1.當(dāng)a=1時,代入(*),解得x=1或x=2,符合題意.故存在a=1,使得A∩B≠,此時A∩B={(1,1),(2,3)}.§命題及其關(guān)系、充分條件與必要條件基礎(chǔ)自測1.(2022·成化高級中學(xué)高三期中考試)若命題“對xR,x2+4cx+1>0”是真命題,則實數(shù)c的取值范圍是.答案2.(2022·湖北理,2)若非空集合A、B、C滿足A∪B=C,且B不是A的子集,則下列說法中正確的是.(填序號)①“x∈C”是“x∈A”的充分條件但不是必要條件②“x∈C”是“x∈A”的必要條件但不是充分條件③“x∈C”是“x∈A”的充要條件④“x∈C”既不是“x∈A”的充分條件也不是“x∈A”的必要條件答案②3.若命題p的否命題為r,命題r的逆命題為s,則s是p的逆命題t的命題.答案否4.(2022·浙江理,3)已知a,b都是實數(shù),那么“a2>b2”是“a>b”的答案既不充分也不必要5.設(shè)集合A、B,有下列四個命題:①AB對任意x∈A都有xB;②ABA∩B=;③ABBA;④AB存在x∈A,使得xB.其中真命題的序號是.(把符合要求的命題序號都填上)答案④例1把下列命題改寫成“若p,則q”的形式,并寫出它們的逆命題、否命題、逆否命題.(1)正三角形的三內(nèi)角相等;(2)全等三角形的面積相等;(3)已知a,b,c,d是實數(shù),若a=b,c=d,則a+c=b+d.解(1)原命題即是“若一個三角形是正三角形,則它的三個內(nèi)角相等”.逆命題:若一個三角形的三個內(nèi)角相等,則這個三角形是正三角形(或?qū)懗桑喝齻€內(nèi)角相等的三角形是正三角形).否命題:若一個三角形不是正三角形,則它的三個內(nèi)角不全相等.逆否命題:若一個三角形的三個內(nèi)角不全相等,那么這個三角形不是正三角形(或?qū)懗桑喝齻€內(nèi)角不全相等的三角形不是正三角形).(2)原命題即是“若兩個三角形全等,則它們的面積相等.”逆命題:若兩個三角形面積相等,則這兩個三角形全等(或?qū)懗桑好娣e相等的三角形全等).否命題:若兩個三角形不全等,則這兩個三角形面積不相等(或?qū)懗桑翰蝗鹊娜切蚊娣e不相等).逆否命題:若兩個三角形面積不相等,則這兩個三角形不全等.(3)原命題即是“已知a,b,c,d是實數(shù),若a=b,c=d,則a+c=b+d”.其中“已知a,b,c,d是實數(shù)”是大前提,“a與b,c與d都相等”是條件p,“a+c=b+d”是結(jié)論q,所以逆命題:已知a,b,c,d是實數(shù),若a+c=b+d,則a與b,c與d都相等.否命題:已知a,b,c,d是實數(shù),若a與b,c與d不都相等,則a+c≠b+d.逆否命題:已知a,b,c,d是實數(shù),若a+c≠b+d,則a與b,c與d不都相等.例2指出下列命題中,p是q的什么條件(在“充分不必要條件”、“必要不充分條件”、“充要條件”、“既不充分也不必要條件”中選出一種作答).(1)在△ABC中,p:∠A=∠B,q:sinA=sinB;(2)對于實數(shù)x、y,p:x+y≠8,q:x≠2或y≠6;(3)非空集合A、B中,p:x∈A∪B,q:x∈B;(4)已知x、y∈R,p:(x-1)2+(y-2)2=0,q:(x-1)(y-2)=0.解(1)在△ABC中,∠A=∠BsinA=sinB,反之,若sinA=sinB,因為A與B不可能互補(因為三角形三個內(nèi)角和為180°),所以只有A=B.故p是q的充要條件.(2)易知:p:x+y=8,q:x=2且y=6,顯然qp.但pq,即q是p的充分不必要條件,根據(jù)原命題和逆否命題的等價性知,p是q的充分不必要條件.(3)顯然x∈A∪B不一定有x∈B,但x∈B一定有x∈A∪B,所以p是q的必要不充分條件.(4)條件p:x=1且y=2,條件q:x=1或y=2,所以pq但qp,故p是q的充分不必要條件.例3(14分)已知ab≠0,求證:a+b=1的充要條件是a3+b3+ab-a2-b2=0.證明(必要性)∵a+b=1,∴a+b-1=0,2分∴a3+b3+ab-a2-b2=(a+b)(a2-ab+b2)-(a2-ab+b2)5分=(a+b-1)(a2-ab+b2)=0.7分(充分性)∵a3+b3+ab-a2-b2=0,即(a+b-1)(a2-ab+b2)=0,9分又ab≠0,∴a≠0且b≠0,∴a2-ab+b2=(a-b2>0,∴a+b-1=0,即a+b=1,12分綜上可知,當(dāng)ab≠0時,a+b=1的充要條件是a3+b3+ab-a2-b2=0.14分1.寫出下列命題的否命題,并判斷原命題及否命題的真假:(1)如果一個三角形的三條邊都相等,那么這個三角形的三個角都相等;(2)矩形的對角線互相平分且相等;(3)相似三角形一定是全等三角形.解(1)否命題是:“如果一個三角形的三條邊不都相等,那么這個三角形的三個角也不都相等”.原命題為真命題,否命題也為真命題.(2)否命題是:“如果四邊形不是矩形,那么對角線不互相平分或不相等”原命題是真命題,否命題是假命題.(3)否命題是:“不相似的三角形一定不是全等三角形”.原命題是假命題,否命題是真命題.2.(2022·湖南理,2)“|x-1|<2成立”是“x(x-3)<0成立”的條件.答案必要不充分3.證明一元二次方程ax2+bx+c=0有一正根和一負(fù)根的充要條件是ac<0.證明充分性:若ac<0,則b2-4ac>0,且<0,∴方程ax2+bx+c=0有兩個相異實根,且兩根異號,即方程有一正根和一負(fù)根.必要性:若一元二次方程ax2+bx+c=0有一正根和一負(fù)根,則Δ=b2-4ac>0,x1x2=<0,∴ac<0.綜上所述,一元二次方程ax2+bx+c=0有一正根和一負(fù)根的充要條件是ac<0.一、填空題1.下列命題:①5>4或4>5;②9≥3;③命題“若a>b,則a+c>b+c”的否命題;④命題“矩形的兩條對角線相等”的逆命題.其中假命題的個數(shù)為.答案12.(2022·重慶理,2)設(shè)m,n是整數(shù),則“m,n均為偶數(shù)”是“m+n是偶數(shù)”的條件.答案充分不必要3.“x>1”是“x2>x”的條件答案充分不必要4.(2022·成化高級中學(xué)高三期中考試)已知函數(shù)f(x)=ax+b(0≤x≤1),則“a+2b>0”是“f(x)>0”條件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充分必要”、“既不充分也不必要”之一)答案必要不充分5.在△ABC中,“sin2A=”是“A=30°”的條件.答案必要不充分性6.(2022·安徽理,7)a<0方程ax2+2x+1=0至少有一個負(fù)數(shù)根的條件.答案充分不必要7.設(shè)集合A=B則集合=.答案8.設(shè)A=B則使AB成立的實數(shù)m的取值范圍是.答案m二、解答題9.求關(guān)于x的方程x2-mx+3m-2=0的兩根均大于1的充要條件.解設(shè)方程的兩根分別為x1、x2,則原方程有兩個大于1的根的充要條件是即又∵x1+x2=m,x1x2=3m-2,∴故所求的充要條件為m≥6+2.10.已知x,y∈R.求證:|x+y|=|x|+|y|成立的充要條件是xy≥0.證明(充分性)若xy≥0,則x,y至少有一個為0或同號.∴|x+y|=|x|+|y|一定成立.(必要性)若|x+y|=|x|+|y|,則(x+y)2=(|x|+|y|)2,x2+2xy+y2=x2+2|xy|+y2,∴xy=|xy|,∴xy≥0.綜上,命題得證.11.a,b,c為實數(shù),且a=b+c+1.證明:兩個一元二次方程x2+x+b=0,x2+ax+c=0中至少有一個方程有兩個不相等的實數(shù)根.證明假設(shè)兩個方程都沒有兩個不等的實數(shù)根,則Δ1=1-4b≤0,Δ2=a2-4c≤0,∴Δ1+Δ2=1-4b+a2-4c≤0.∵a=b+c+1,∴b+c=a-1.∴1-4(a-1)+a2≤0,即a2-4a+5≤0.但是a2-4a+5=(a-2)2+1>0,故矛盾.所以假設(shè)不成立,原命題正確,即兩個方程中至少有一個方程有兩個不相等的實數(shù)根.12.設(shè)、是方程x2-ax+b=0的兩個根,試分析a>2且b>1是兩根、均大于1的什么條件?解令p:a>2,且b>1;q:>1,且>1,易知+=a,=b.①若a>2,且b>1,即不能推出>1且>1.可舉反例:若所以由p推不出q②若>1,且>1,則+>1+1=2,>1.所以由q可推出p.綜合知p是q的必要不充分條件,也即a>2,且b>1是兩根、均大于1的必要不充分條件.§簡單的邏輯聯(lián)結(jié)詞、全稱量詞與存在量詞基礎(chǔ)自測1.已知命題p:則為.答案2.已知命題p:3≥3;q:3>4,則下列判斷不正確的是(填序號).①pq為假,pq為假,p為真③pq為真,pq為假,p為真③pq為假,pq為假,p為假④pq為真,pq為假,p為假答案①②③3.(2022·廣東理,6)已知命題p:所有有理數(shù)都是實數(shù);命題q:正數(shù)的對數(shù)都是負(fù)數(shù),則下列命題中為真命題①()②③()(④()的是(填序號).答案④4.下列命題中不是全稱命題的是(填序號).①圓有內(nèi)接四邊形②>③≤④若三角形的三邊長分別為3,4,5,則這個三角形為直角三角形答案②③④5.命題:“至少有一個點在函數(shù)y=kx(k≠0)的圖象上”的否定是.答案所有點都不在函數(shù)y=kx(k≠0)的圖象上例1分別指出由下列命題構(gòu)成的“pq”、“pq”、“p”形式的命題的真假.(1)p:3是9的約數(shù),q:3是18的約數(shù);(2)p:菱形的對角線相等,q:菱形的對角線互相垂直;(3)p:方程x2+x-1=0的兩實根符號相同,q:方程x2+x-1=0的兩實根絕對值相等.(4)p:是有理數(shù),q:是無理數(shù).解(1)∵p是真命題,q是真命題,∴pq是真命題,pq是真命題,p是假命題.(2)∵∵p是假命題,q是真命題,∴pq是真命題,pq是假命題,p是真命題.(3)∵p是假命題,q是真命題,∴pq是假命題,pq是假命題,p是真命題.(4)∵p是假命題,q是真命題,∴pq是真假命題,pq是假命題,p是真命題.例2(14分)已知兩個命題r(x):sinx+cosx>m,s(x):x2+mx+1>0.如果對x∈R,r(x)與s(x)有且僅有一個是真命題.求實數(shù)m的取值范圍實心.解∵sinx+cosx=sin(x+)≥-,∴當(dāng)r(x)是真命題時,m<- 3分又∵對x∈R,s(x)為真命題,即x2+mx+1>0恒成立,有Δ=m2-4<0,∴-2<m<2.6分∴當(dāng)r(x)為真,s(x)為假時,m<-,同時m≤-2或m≥2,即m≤-2; 9分當(dāng)r(x)為假,s(x)為真時,m≥-且-2<m<2,即-≤m<2. 12分綜上,實數(shù)m的取值范圍是m≤-2或-≤m<2. 14分例3寫出下列命題的“否定”,并判斷其真假.(1)p:x∈R,x2-x+≥0;(2)q:所有的正方形都是矩形;(3)r:x∈R,x2+2x+2≤0;(4)s:至少有一個實數(shù)x,使x3+1=0.解(1),這是假命題,因為恒成立.(2)至少存在一個正方形不是矩形,是假命題.(3)>0,是真命題,這是由于>0成立.(4)≠0,是假命題,這是由于x=-1時,x3+1=0.1.分別指出由下列命題構(gòu)成的“pq”、“pq”、“p”形式的命題的真假.(1)p:4∈{2,3},q:2∈{2,3};(2)p:1是奇數(shù),q:1是質(zhì)數(shù);(3)p:0∈,q:{x|x2-3x-5<0}R;(4)p:5≤5,q:27不是質(zhì)數(shù);(5)p:不等式x2+2x-8<0的解集是{x|-4<x<2},q:不等式x2+2x-8<0的解集是{x|x<-4或x>2}.解(1)∵p是假命題,q是真命題,∴pq為真,pq為假,P為真.(2)∵1是奇數(shù),∴p是真命題,又∵1不是質(zhì)數(shù),∴q是假命題,因此pq為真,pq為假,p為假.(3)∵0,∴p為假命題,又∵x2-3x-5<0∴成立.∴q為真命題.∴pq為真命題,pq為假命題,p為真命題.(4)顯然p:5≤5為真命題,q:27不是質(zhì)數(shù)為真命題,∴pq為真命題,pq為真命題,p為假命題.(5)∵x2+2x-8<0,∴(x+4)(x-2)<0.即-4<x<2,∴x2+2x-8<0的解集為∴命題p為真,q為假.∴pq為真,pq為假,p為假.2.已知a>0,設(shè)命題p:函數(shù)y=ax在R上單調(diào)遞減,q:不等式x+|x-2a|>1的解集為R,若p和q中有且只有一個命題為真命題,求a的取值范圍.解由函數(shù)y=ax在R上單調(diào)遞減知0<a<1,所以命題p為真命題時a的取值范圍是0<a<1,令y=x+|x-2a|,則y=不等式x+|x-2a|>1的解集為R,只要ymin>1即可,而函y在R上的最小值為2a,所以2a>1,即a>.即q真a>.所以命題p和q有且只有一個命題正確時a的取值范圍是0<a≤或a≥1.3.寫出下列命題的否定并判斷真假.(1)p:所有末位數(shù)字是0的整數(shù)都能被5整除;(2)q:x≥0,x2>0;(3)r:存在一個三角形,它的內(nèi)角和大于180°;(4)t:某些梯形的對角線互相平分.解(1):存在一個末位數(shù)字是0的整數(shù)不能被5整除,假命題.(2)真命題.(3):所有三角形的內(nèi)角和都小于等于180°,真命題.(4)每一個梯形的對角線都不互相平分,真命題.一、填空題1.今有命題p、q,若命題m為“p且q”,則“或”是的條件.答案充要2.已知命題p:由它們組成的“p或q”,“p且q”和“”形式的復(fù)合命題中,真命題的個數(shù)為.答案13.“p∨q”為真命題”是“p∧q為真命題”的條件.答案必要不充分4.命題“存在x∈Z使2x2+x+m≤0”的否定是答案對任意x∈Z,都有2x2+x+m>05.若命題p:,則是.答案xA或xB

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