湖南省衡陽(yáng)市衡陽(yáng)縣江山學(xué)校2022-2023學(xué)年高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢查(4月)數(shù)學(xué)試題試卷_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

湖南省衡陽(yáng)市衡陽(yáng)縣江山學(xué)校2022-2023學(xué)年高三下學(xué)期教學(xué)質(zhì)量檢查(4月)數(shù)學(xué)試題試卷注意事項(xiàng)1.考試結(jié)束后,請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回.2.答題前,請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置.3.請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符.4.作答選擇題,必須用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑;如需改動(dòng),請(qǐng)用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案.作答非選擇題,必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律無(wú)效.5.如需作圖,須用2B鉛筆繪、寫清楚,線條、符號(hào)等須加黑、加粗.一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.已知函數(shù)(e為自然對(duì)數(shù)底數(shù)),若關(guān)于x的不等式有且只有一個(gè)正整數(shù)解,則實(shí)數(shù)m的最大值為()A. B. C. D.2.已知命題,,則是()A., B.,.C., D.,.3.已知,,,若,則正數(shù)可以為()A.4 B.23 C.8 D.174.偶函數(shù)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,當(dāng)時(shí),,求()A. B. C. D.5.已知是空間中兩個(gè)不同的平面,是空間中兩條不同的直線,則下列說(shuō)法正確的是()A.若,且,則B.若,且,則C.若,且,則D.若,且,則6.如圖所示的程序框圖,若輸入,,則輸出的結(jié)果是()A. B. C. D.7.已知函數(shù)是定義域?yàn)榈呐己瘮?shù),且滿足,當(dāng)時(shí),,則函數(shù)在區(qū)間上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為()A.9 B.10 C.18 D.208.給甲、乙、丙、丁四人安排泥工、木工、油漆三項(xiàng)工作,每項(xiàng)工作至少一人,每人做且僅做一項(xiàng)工作,甲不能安排木工工作,則不同的安排方法共有()A.12種 B.18種 C.24種 D.64種9.已知某幾何體的三視圖如圖所示,其中正視圖與側(cè)視圖是全等的直角三角形,則該幾何體的各個(gè)面中,最大面的面積為()A.2 B.5 C. D.10.點(diǎn)在曲線上,過(guò)作軸垂線,設(shè)與曲線交于點(diǎn),,且點(diǎn)的縱坐標(biāo)始終為0,則稱點(diǎn)為曲線上的“水平黃金點(diǎn)”,則曲線上的“水平黃金點(diǎn)”的個(gè)數(shù)為()A.0 B.1 C.2 D.311.點(diǎn)在所在的平面內(nèi),,,,,且,則()A. B. C. D.12.我國(guó)著名數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界矚目的成就,哥德巴赫猜想內(nèi)容是“每個(gè)大于的偶數(shù)可以表示為兩個(gè)素?cái)?shù)的和”(注:如果一個(gè)大于的整數(shù)除了和自身外無(wú)其他正因數(shù),則稱這個(gè)整數(shù)為素?cái)?shù)),在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,則的概率是()A. B. C. D.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.設(shè)函數(shù),當(dāng)時(shí),記最大值為,則的最小值為______.14.點(diǎn)到直線的距離為________15.已知函數(shù),,若函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn)x1,x2,x3(x1<x2<x3),則的取值范圍是_________.16.若一個(gè)正四面體的棱長(zhǎng)為1,四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)球面上,則此球的表面積為_________.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17.(12分)如圖,在四棱錐中,底面是菱形,∠,是邊長(zhǎng)為2的正三角形,,為線段的中點(diǎn).(1)求證:平面平面;(2)若為線段上一點(diǎn),當(dāng)二面角的余弦值為時(shí),求三棱錐的體積.18.(12分)已知函數(shù),.(1)當(dāng)時(shí),討論函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù);(2)若在上單調(diào)遞增,且求c的最大值.19.(12分)已知矩陣,二階矩陣滿足.(1)求矩陣;(2)求矩陣的特征值.20.(12分)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓的短軸長(zhǎng)為,直線與橢圓相交于兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為.當(dāng)與連線的斜率為時(shí),直線的傾斜角為(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若是以為直徑的圓上的任意一點(diǎn),求證:21.(12分)在等比數(shù)列中,已知,.設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且,(,).(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)證明:數(shù)列是等差數(shù)列;(3)是否存在等差數(shù)列,使得對(duì)任意,都有?若存在,求出所有符合題意的等差數(shù)列;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.22.(10分)在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且b(a2+c2﹣b2)=a2ccosC+ac2cosA.(1)求角B的大小;(2)若△ABC外接圓的半徑為,求△ABC面積的最大值.

參考答案一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】

若不等式有且只有一個(gè)正整數(shù)解,則的圖象在圖象的上方只有一個(gè)正整數(shù)值,利用導(dǎo)數(shù)求出的最小值,分別畫出與的圖象,結(jié)合圖象可得.【詳解】解:,∴,設(shè),∴,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,函數(shù)單調(diào)遞減,∴,當(dāng)時(shí),,當(dāng),,函數(shù)恒過(guò)點(diǎn),分別畫出與的圖象,如圖所示,,若不等式有且只有一個(gè)正整數(shù)解,則的圖象在圖象的上方只有一個(gè)正整數(shù)值,∴且,即,且∴,故實(shí)數(shù)m的最大值為,故選:A【點(diǎn)睛】本題考查考查了不等式恒有一正整數(shù)解問(wèn)題,考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了數(shù)形結(jié)合思想,考查了數(shù)學(xué)運(yùn)算能力.2、B【解析】

根據(jù)全稱命題的否定為特稱命題,得到結(jié)果.【詳解】根據(jù)全稱命題的否定為特稱命題,可得,本題正確選項(xiàng):【點(diǎn)睛】本題考查含量詞的命題的否定,屬于基礎(chǔ)題.3、C【解析】

首先根據(jù)對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)求出的取值范圍,再代入驗(yàn)證即可;【詳解】解:∵,∴當(dāng)時(shí),滿足,∴實(shí)數(shù)可以為8.故選:C【點(diǎn)睛】本題考查對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.4、D【解析】

推導(dǎo)出函數(shù)是以為周期的周期函數(shù),由此可得出,代值計(jì)算即可.【詳解】由于偶函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則,,,則,所以,函數(shù)是以為周期的周期函數(shù),由于當(dāng)時(shí),,則.故選:D.【點(diǎn)睛】本題考查利用函數(shù)的對(duì)稱性和奇偶性求函數(shù)值,推導(dǎo)出函數(shù)的周期性是解答的關(guān)鍵,考查推理能力與計(jì)算能力,屬于中等題.5、D【解析】

利用線面平行和垂直的判定定理和性質(zhì)定理,對(duì)選項(xiàng)做出判斷,舉出反例排除.【詳解】解:對(duì)于,當(dāng),且,則與的位置關(guān)系不定,故錯(cuò);對(duì)于,當(dāng)時(shí),不能判定,故錯(cuò);對(duì)于,若,且,則與的位置關(guān)系不定,故錯(cuò);對(duì)于,由可得,又,則故正確.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查空間線面位置關(guān)系.判斷線面位置位置關(guān)系利用好線面平行和垂直的判定定理和性質(zhì)定理.一般可借助正方體模型,以正方體為主線直觀感知并準(zhǔn)確判斷.6、B【解析】

列舉出循環(huán)的每一步,可得出輸出結(jié)果.【詳解】,,不成立,,;不成立,,;不成立,,;成立,輸出的值為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查利用程序框圖計(jì)算輸出結(jié)果,一般要將算法的每一步列舉出來(lái),考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.7、B【解析】

由已知可得函數(shù)f(x)的周期與對(duì)稱軸,函數(shù)F(x)=f(x)在區(qū)間上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)等價(jià)于函數(shù)f(x)與g(x)圖象在上交點(diǎn)的個(gè)數(shù),作出函數(shù)f(x)與g(x)的圖象如圖,數(shù)形結(jié)合即可得到答案.【詳解】函數(shù)F(x)=f(x)在區(qū)間上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)等價(jià)于函數(shù)f(x)與g(x)圖象在上交點(diǎn)的個(gè)數(shù),由f(x)=f(2﹣x),得函數(shù)f(x)圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,∵f(x)為偶函數(shù),取x=x+2,可得f(x+2)=f(﹣x)=f(x),得函數(shù)周期為2.又∵當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)=x,且f(x)為偶函數(shù),∴當(dāng)x∈[﹣1,0]時(shí),f(x)=﹣x,g(x),作出函數(shù)f(x)與g(x)的圖象如圖:由圖可知,兩函數(shù)圖象共10個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)F(x)=f(x)在區(qū)間上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)為10.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的關(guān)系,考查數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想方法與數(shù)形結(jié)合的解題思想方法,屬于中檔題.8、C【解析】

根據(jù)題意,分2步進(jìn)行分析:①,將4人分成3組,②,甲不能安排木工工作,甲所在的一組只能安排給泥工或油漆,將剩下的2組全排列,安排其他的2項(xiàng)工作,由分步計(jì)數(shù)原理計(jì)算可得答案.【詳解】解:根據(jù)題意,分2步進(jìn)行分析:①,將4人分成3組,有種分法;②,甲不能安排木工工作,甲所在的一組只能安排給泥工或油漆,有2種情況,將剩下的2組全排列,安排其他的2項(xiàng)工作,有種情況,此時(shí)有種情況,則有種不同的安排方法;故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查排列、組合的應(yīng)用,涉及分步計(jì)數(shù)原理的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.9、D【解析】

根據(jù)三視圖還原出幾何體,找到最大面,再求面積.【詳解】由三視圖可知,該幾何體是一個(gè)三棱錐,如圖所示,將其放在一個(gè)長(zhǎng)方體中,并記為三棱錐.,,,故最大面的面積為.選D.【點(diǎn)睛】本題主要考查三視圖的識(shí)別,復(fù)雜的三視圖還原為幾何體時(shí),一般借助長(zhǎng)方體來(lái)實(shí)現(xiàn).10、C【解析】

設(shè),則,則,即可得,設(shè),利用導(dǎo)函數(shù)判斷的零點(diǎn)的個(gè)數(shù),即為所求.【詳解】設(shè),則,所以,依題意可得,設(shè),則,當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,則單調(diào)遞增,所以,且,有兩個(gè)不同的解,所以曲線上的“水平黃金點(diǎn)”的個(gè)數(shù)為2.故選:C【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)處理零點(diǎn)問(wèn)題,考查向量的坐標(biāo)運(yùn)算,考查零點(diǎn)存在性定理的應(yīng)用.11、D【解析】

確定點(diǎn)為外心,代入化簡(jiǎn)得到,,再根據(jù)計(jì)算得到答案.【詳解】由可知,點(diǎn)為外心,則,,又,所以①因?yàn)?,②?lián)立方程①②可得,,,因?yàn)?,所以,即.故選:【點(diǎn)睛】本題考查了向量模長(zhǎng)的計(jì)算,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力.12、B【解析】

先列舉出不超過(guò)的素?cái)?shù),并列舉出所有的基本事件以及事件“在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,滿足”所包含的基本事件,利用古典概型的概率公式可求得所求事件的概率.【詳解】不超過(guò)的素?cái)?shù)有:、、、、、,在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù),所有的基本事件有:、、、、、、、、、、、、、、,共種情況,其中,事件“在不超過(guò)的素?cái)?shù)中,隨機(jī)選取個(gè)不同的素?cái)?shù)、,且”包含的基本事件有:、、、,共種情況,因此,所求事件的概率為.故選:B.【點(diǎn)睛】本題考查古典概型概率的計(jì)算,一般利用列舉法列舉出基本事件,考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13、【解析】

易知,設(shè),,利用絕對(duì)值不等式的性質(zhì)即可得解.【詳解】,設(shè),,令,當(dāng)時(shí),,所以單調(diào)遞減令,當(dāng)時(shí),,所以單調(diào)遞增所以當(dāng)時(shí),,,則則,即故答案為:.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)最值的求法,考查絕對(duì)值不等式的性質(zhì),考查轉(zhuǎn)化思想及邏輯推理能力,屬于難題.14、2【解析】

直接根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式即可求出。【詳解】依據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式,點(diǎn)到直線的距離為?!军c(diǎn)睛】本題主要考查點(diǎn)到直線的距離公式的應(yīng)用。15、【解析】

先根據(jù)題意,求出的解得或,然后求出f(x)的導(dǎo)函數(shù),求其單調(diào)性以及最值,在根據(jù)題意求出函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn)x1,x2,x3(x1<x2<x3),分情況討論求出的取值范圍.【詳解】解:令t=f(x),函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),即+m=0有兩個(gè)不同的解,解之得即或因?yàn)榈膶?dǎo)函數(shù),令,解得x>e,,解得0<x<e,可得f(x)在(0,e)遞增,在遞減;f(x)的最大值為,且且f(1)=0;要使函數(shù)有3個(gè)不同的零點(diǎn),(1)有兩個(gè)不同的解,此時(shí)有一個(gè)解;(2)有兩個(gè)不同的解,此時(shí)有一個(gè)解當(dāng)有兩個(gè)不同的解,此時(shí)有一個(gè)解,此時(shí),不符合題意;或是不符合題意;所以只能是解得,此時(shí)=-m,此時(shí)有兩個(gè)不同的解,此時(shí)有一個(gè)解此時(shí),不符合題意;或是不符合題意;所以只能是解得,此時(shí)=,綜上:的取值范圍是故答案為【點(diǎn)睛】本題主要考查了函數(shù)與導(dǎo)函數(shù)的綜合,考查到了函數(shù)的零點(diǎn),導(dǎo)函數(shù)的應(yīng)用,以及數(shù)形結(jié)合的思想、分類討論的思想,屬于綜合性極強(qiáng)的題目,屬于難題.16、【解析】

將四面體補(bǔ)成一個(gè)正方體,通過(guò)正方體的對(duì)角線與球的半徑的關(guān)系,得到球的半徑,利用球的表面積公式,即可求解.【詳解】如圖所示,將正四面體補(bǔ)形成一個(gè)正方體,則正四面體的外接球與正方體的外接球表示同一個(gè)球,因?yàn)檎拿骟w的棱長(zhǎng)為1,所以正方體的棱長(zhǎng)為,設(shè)球的半徑為,因?yàn)榍虻闹睆绞钦襟w的對(duì)角線,即,解得,所以球的表面積為.【點(diǎn)睛】本題主要考查了有關(guān)求得組合體的結(jié)構(gòu)特征,以及球的表面積的計(jì)算,其中巧妙構(gòu)造正方體,利用正方體的外接球的直徑等于正方體的對(duì)角線長(zhǎng),得到球的半徑是解答的關(guān)鍵,著重考查了空間想象能力,以及運(yùn)算與求解能力,屬于基礎(chǔ)題.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、(1)見(jiàn)解析;(2).【解析】

(1)先證明,可證平面,再由可證平面,即得證;(2)以為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系,設(shè),求解面的法向量,面的法向量,利用二面角的余弦值為,可求解,轉(zhuǎn)化即得解.【詳解】(1)證明:因?yàn)槭钦切?,為線段的中點(diǎn),所以.因?yàn)槭橇庑?,所以.因?yàn)?,所以是正三角形,所以,所以平面.又,所以平面.因?yàn)槠矫?,所以平面平面.?)由(1)知平面,所以,.而,所以,.又,所以平面.以為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系.則.于是,,.設(shè)面的一個(gè)法向量,由得令,則,即.設(shè),易得,.設(shè)面的一個(gè)法向量,由得令,則,,即.依題意,即,令,則,即,即.所以.【點(diǎn)睛】本題考查了空間向量和立體幾何綜合,考查了面面垂直的判斷,二面角的向量求解,三棱錐的體積等知識(shí)點(diǎn),考查了學(xué)生空間想象,邏輯推理,數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力,屬于中檔題.18、(1)見(jiàn)解析(2)2【解析】

(1)將代入可得,令,則,設(shè),則轉(zhuǎn)化問(wèn)題為與的交點(diǎn)問(wèn)題,利用導(dǎo)函數(shù)判斷的圖象,即可求解;(2)由題可得在上恒成立,設(shè),利用導(dǎo)函數(shù)可得,則,即,再設(shè),利用導(dǎo)函數(shù)求得的最小值,則,進(jìn)而求解.【詳解】(1)當(dāng)時(shí),,定義域?yàn)?由可得,令,則,由,得;由,得,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,則的最大值為,且當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),,由此作出函數(shù)的大致圖象,如圖所示.由圖可知,當(dāng)時(shí),直線和函數(shù)的圖象有兩個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn);當(dāng)或,即或時(shí),直線和函數(shù)的圖象有一個(gè)交點(diǎn),即函數(shù)有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)即時(shí),直線與函數(shù)的象沒(méi)有交點(diǎn),即函數(shù)無(wú)零點(diǎn).(2)因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增,即在上恒成立,設(shè),則,①若,則,則在上單調(diào)遞減,顯然,在上不恒成立;②若,則,在上單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,故,單調(diào)遞減,不符合題意;③若,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以,由,得,設(shè),則,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以,所以,又,所以,即c的最大值為2.【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,考查利用導(dǎo)函數(shù)求最值,考查運(yùn)算能力與分類討論思想.19、(1)(2)特征值為或.【解析】

(1)先設(shè)矩陣,根據(jù),按照運(yùn)算規(guī)律,即可求出矩陣.(2)令矩陣的特征多項(xiàng)式等于,即可求出矩陣的特征值.【詳解】解:(1)設(shè)矩陣由題意,因?yàn)?所以,即所以,(2)矩陣的特征多項(xiàng)式,令,解得或,所以矩陣的特征值為1或.【點(diǎn)睛】本題主要考查矩陣的乘法和矩陣的特征值,考查學(xué)生的劃歸與轉(zhuǎn)化能力和運(yùn)算求解能力.20、(1);(2)詳見(jiàn)解析.【解析】

(1)由短軸長(zhǎng)可知,設(shè),,由設(shè)而不求法作差即可求得,將相應(yīng)值代入即求得,橢圓方程可求;(2)考慮特殊位置,即直線與軸垂直時(shí)候,成立,當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)出直線方程,與橢圓聯(lián)立,結(jié)合中點(diǎn)坐標(biāo)公式,弦長(zhǎng)公式,得到與的關(guān)系,將表示出來(lái),結(jié)合基本不等式求最值,證明最后的結(jié)果【詳解】解:(1)由已知,得由,兩式相減,得根據(jù)已知條件有,當(dāng)時(shí),∴,即∴橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(2)當(dāng)直線斜率不存在時(shí),,不等式成立.當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)由得∴,∴由化簡(jiǎn),得∴令,則當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)∴∵∴當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào)綜上,【點(diǎn)睛】本題為直線與橢圓的綜合應(yīng)用,考查了橢圓方程的求法,點(diǎn)差法處理多未知量問(wèn)題,能夠利用一元二次方程的知識(shí)轉(zhuǎn)化處理復(fù)雜的計(jì)算形式,要求學(xué)生計(jì)算能力過(guò)關(guān),為較難題21、(1)(2)見(jiàn)解析(3)存在唯一的等差數(shù)列,其通項(xiàng)公式為,滿足題設(shè)【解析】

(1)由,可得公比,即得;(2)由(1)和可得數(shù)列的遞推公式,即可知結(jié)果為常數(shù),即得證;(3)由(2)可得數(shù)列的通項(xiàng)公式,,設(shè)出等差數(shù)列,再根據(jù)不等關(guān)系來(lái)算出的首項(xiàng)和公差即可.【詳解】(1)設(shè)等比數(shù)列的公比為q,因?yàn)?,,所以,解?所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為:.(2)由(1)得,當(dāng),時(shí),可得①,②②①得,,

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