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文檔簡介

2024屆上海市松江區(qū)高三上學期期末質(zhì)量監(jiān)控數(shù)學試題

一、填空題

1.已知全集為R,集合P={x|x?l},則集合

【答案】{x|x<l}

【分析】根據(jù)補集的知識求得正確答案.

【詳解】由于P={x|x21},全集為R,

所以A={x|x<l}.

故答案為:{%|X<1}

2.雙曲線:-丁=1的右焦點坐標是.

【答案】(2,0)

【分析】根據(jù)雙曲線的定義求解.

【詳解】因為02=/+。2=4,所以C=2,

且焦點在x軸上,所以右焦點為(2,0).

故答案為:(2,0).

3.已知復數(shù)z=2+i(其中i是虛數(shù)單位),則F卜

【答案】非

【分析】根據(jù)共軌復數(shù)、復數(shù)的模等知識求得正確答案.

【詳解】依題意三=2-i,所以同=指+(一=卮

故答案為:V5

4.已知向量a=(l,2),6=(4,3),貝i]a?2a-b)=

【答案】0

【分析】根據(jù)向量的坐標運算求解即可.

【詳解】??"=(1,2),1=(4,3),.?.2"方=(—2,1),

".(2a-6)=1x(-2)+2x1=0.

故答案為:0.

5.已知sind=g,6?6(0,^),貝!Itan(。-;)的值為

【答案】-1

【分析】先求得tan。,然后利用兩角差的正切公式求得正確答案.

【詳解】由于sin6=13,ee(On$,

所以cos0—Vl-sin20—1,

八兀31

3tan6^-tan———1

所以sn°=“所以tan?-9=---------------yJ

4I八兀r37

1+tan3+tan—14—

44

故答案為:

6.已知lga+lg0=l,則〃+25的最小值為

【答案】475

【分析】根據(jù)對數(shù)運算求得的關(guān)系,利用基本不等式求得正確答案.

【詳解】依題意,lg〃+lg6=lg"=l,

所以"=10且。>0,6>0,

所以a+2bN2da-2b=4#,

當a=2b=24時等號成立.

故答案為:4如

7.二項式(3+x「的展開式中,龍2項的系數(shù)是常數(shù)項的5倍,則"=;

【答案】10

【分析】先寫出二項展開式的通項公式,令廠=2得/的系數(shù),令r=0得常數(shù)項,再由已知列出等

式,解出〃即可.

【詳解】由題知,當r=2時,d的系數(shù)為C:3"-z;當r=0時,常數(shù)項為C;3";

又V的系數(shù)是常數(shù)項的5倍,所以C;37=5C:3",解得〃=10.

故答案為:10

8.有5名同學報名參加暑期區(qū)科技館志愿者活動,共服務兩天,每天需要兩人參加活動,則恰有1人

連續(xù)參加兩天志愿者活動的概率為.

【答案】|3

【分析】由分布乘法計數(shù)原理的知識結(jié)合古典概型的概率公式可解.

【詳解】每天從5名同學中抽取2名參加志愿者活動,一共有C;C;=100種方式,

恰有一人連續(xù)參加兩天志愿者活動有C;C:C;=60種方式,

由古典概型的概率公式可得恰有1人連續(xù)參加兩天志愿者活動的概率為需=g,

3

故答案為:—.

9.在..ABC中,設角A3及。所對邊的邊長分別為〃/及。,若a=3,c=5,B=2A,則邊長

b=.

【答案】2m

【分析】利用正弦定理以及三角恒等變換求得cosA,再次利用正弦定理求得人

acc35

【詳解】由正弦定理得一^二一一./八3,即3="7,

smAsinCsin(A+B)sinAsin3A

5sinA=3sin3A=3sinAcos2A+3cosAsin2A

=3sinA(^2cos2A—1)+6sinAcos2A=12sinAcos2A—3sinA,

由于B=2A,所以A為銳角,sinA>0,

所以12cos2A=8,cosA=,

3

由正弦定理得=、=&=_-J,

sinAsinBsm2A2smAcosA

貝U〃=——-——,b=2acosA=2x3x=2A/6.

2cosA3

故答案為:2?

-7T兀

10.已知函數(shù)/(X)=T2+6X+7W,g(x)=2sin(2x+y).對任意x()e0,—,存在%,%e[-1,3],使得

/(再)<g(x。)</(x2),則實數(shù)m的取值范圍是.

【答案】[-7,8]

【分析】根據(jù)/'(x)和g(尤)的值域以及恒成立、存在性等知識求得機的取值范圍.

【詳解】0V尤V0V2x4紜,工V2無+巴V型,

42336

所以g(x)=2sin[2+1]e[l,2].

/(x)=-X2+6x+m的開口向下,對稱軸為%=3,

所以/(同在區(qū)間[T3]上單調(diào)遞增,/(-l)=m-7,/(3)-m+9,

所以/(%)£[加-7,/+9],

TT

由于任意無()e0,-,存在玉e[-1,3],使得/(占)4go(,)47(9),

fm-7<1「i

所以〃z+9>。'解得—74〃ZV8,所以機的取值范圍是[-7,8].

故答案為:[-7,8]

11.若函數(shù)y=/(x)是定義在R上的不恒為零的偶函數(shù),且對任意實數(shù)X都有

X"(X+2)=(X+2)?/(X)+2,則/(2023)=.

【答案】-1

【分析】利用賦值法,結(jié)合累加法求解.

【詳解】函數(shù)>=/(尤)是定義在R上的不恒為零的偶函數(shù),貝廳(T)=-/(X),

x-f(x+2)=(x+2)-/(x)+2中,令彳=一1,得一/(I)=/(-1)+2,

貝卜〃1)=/⑴+2,得/⑴=-1,

當x>0時,由x,/(x+2)=(x+2)?/(尤)+2,得———)+——,

x+2xx(x+2)

嗔〃元+2)/(x)11

即-------------=--------,

x+2xxx+2

./(2023)二/(2023)”2021)1/(2021)/(2019)??/(3)/(I)?/(I)

…2023—2023202120212019311

111111-111-11

2021202320192021131~2023112023'

”(2023)=2023x1人卜1.

故答案為:-1.

12.已知正四面體A-BCD的棱長為2應,空間內(nèi)任意點尸滿足卜8+尸4=2,則AP.A。的取值范

圍是.

【答案】[4-2后,4+2后]

【分析】先判斷出尸點在球上,然后根據(jù)數(shù)量積的運算求得APAD的表達式,結(jié)合三角函數(shù)值域的

知識求得AP.AD的取值范圍.

【詳解】設的中點為。.

因為動點P滿足|PB+PC|=2,所以|。4=1,

即點P落在以。為球心,以1為半徑的球上.

因為AP=AO+OP,

所以APAD=(AO+OP).">=AO-AO+OP-AZ).

因為正四面體A-3C£)的棱長為2垃,

所以AO=DO=2應xsin6(F=痛,

在三角形AOD中,AD=2-j2,AO=DO=s/6.

取4。的中點為E,OE,A。,

所以AO在AO上的射影為|A@,

所以40乂0=,£卜卜。卜立x20=4.

設(0尸,皿=6,

所以42?陋=40乂0+0「乂£>=4+|0尸卜,0卜05,=4+2垃<:0$氏

因為cos。w[—1,1],

所以APA0£[4-2"4+2VT|.

故答案為:[4-2應,4+20]

【點睛】本題主要考查空間向量線性運算和數(shù)量積的運算,形如|。尸卜廠的尸點,其運動軌跡在以。

點為球心,半徑為「的球面上.求解一個式子的最值,可以考慮的方向有:基本不等式、函數(shù)的單調(diào)

性、二次函數(shù)的性質(zhì)、三角函數(shù)的值域等知識.

二、單選題

13.英國數(shù)學家哈利奧特最先使用“〈”和“>”符號,并逐漸被數(shù)學界接受,不等號的引入對不等式的

發(fā)展影響深遠.對于任意實數(shù)以b、c、d,下列命題是真命題的是()

A.若a?<〃,貝qq<6B.若a<6,貝!Jac<be

C.若a<b,c<d,則acebdD.若a<b,c<d,則a+c<0+d

【答案】D

【分析】借助不等式的性質(zhì)判斷即可.

【詳解】對A:因為/<〃,可能6<。<0,故錯誤;

對B:當c<0時,若a<b,貝!Jac>bc,故錯誤;

對C:當a<Z?<0,c<d<0時,則ac>6d,故錯誤;

對D:若a<b,c<d,則a+c<6+d,故正確.

故選:D.

14.如圖所示的莖葉圖記錄了甲、乙兩支籃球隊各6名隊員某場比賽的得分數(shù)據(jù)(單位:分).則下

列說法正確的是()

甲隊乙隊

7089

26197

02278

13

A.甲隊數(shù)據(jù)的中位數(shù)大于乙隊數(shù)據(jù)的中位數(shù);

B.甲隊數(shù)據(jù)的平均值小于乙隊數(shù)據(jù)的平均值;

C.甲隊數(shù)據(jù)的標準差大于乙隊數(shù)據(jù)的標準差;

D.乙隊數(shù)據(jù)的第75百分位數(shù)為27.

【答案】D

【分析】根據(jù)中位數(shù)、平均數(shù)、方程、百分位數(shù)等知識對選項進行分析,從而確定正確答案.

【詳解】A選項,甲隊的中位數(shù)是今竺=18,乙隊的中位數(shù)是史=18,

兩者相等,所以A選項錯誤.

7+12+16+20+22+31度=18

B選項,甲隊的平均數(shù)為

66

8+9+17+19+27+28108

乙隊的平均數(shù)為-----------------------------=-----=118O,

兩者相等,所以B選項錯誤.

C選項,甲隊的標準差為:

|(7-18)2+(12-18)2+(16-18)2+(20-18)2+(22-18)2+(31-18)2_[175

V6-1亍,

乙隊的標準差為:

((8-18)2+(9-18)2+(17-18)2+(19-18)2+(27-18)2+(28-18)2_1182

所以甲隊數(shù)據(jù)的標準差小于乙隊數(shù)據(jù)的標準差,所以C選項錯誤.

D選項,乙隊的數(shù)據(jù)為8,9,17,19,27,28,6x0.75=4.5,

所以乙隊數(shù)據(jù)的第75百分位數(shù)為27,D選項正確.

故選:D

15.函數(shù)y=/(x)的圖象如圖所示,y=/(x)為函數(shù)y=/(x)的導函數(shù),則不等式的解集

為()

A.(-3,-1)B.(0,1)

C.(-3,-1)u(0,1)D.(—,-3)J(1,+<?)

【答案】C

【分析】先判斷((%)的符號,由此求得不等式/3<0的解集.

X

【詳解】由圖象可知,在區(qū)間(3,-3),(-1,1)上/'(力<0,

在區(qū)間(―3,—1),(1,內(nèi))上用勾>0,

所以不等式<0的解集為(-3,-1)u(0,l).

故選:C

16.關(guān)于曲線加:%+/=1,有下述兩個結(jié)論:①曲線〃上的點到坐標原點的距離最小值是日;

②曲線M與坐標軸圍成的圖形的面積不大于則下列說法正確的是()

A.①、②都正確B.①正確②錯誤C.①錯誤②正確D.①、②都錯誤

【答案】C

【分析】利用基本不等式判斷①的正確性,利用不等式的性質(zhì)判斷②的正確性.

【詳解】對于①,由1+,=1平方可得,x+y+2y[xy=1.因為左+丫會聲!',

所以又因為,Y+y2」,(x+y)N亨,

當且僅當=J時等號成立,故①錯誤;

4

對于②,由f+f=i知,%,ye[0,1],兩邊平方可得y=l+x-2?.

因為所以y=l+x-26<l+x-2x=1-x,

即曲線C在直線y=l-x的下方,

因此所圍圖形的面積不大于:,故②正確.

故選:C

【點睛】用基本不等式求最值時,要注意其必須滿足的三個條件:“一正,二定,三相等(1)“一

正”就是各項必須為正數(shù);(2)“二定”就是要求和的最小值,必須把構(gòu)成和的二項之積轉(zhuǎn)化成定值;

要求積的最大值,則必須把構(gòu)成積的因式的和轉(zhuǎn)化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值

時,必須驗證等號成立的條件,若不能取等號則這個定值就不是所求的最值,這也是最容易發(fā)生錯

誤的地方,注意多次運用不等式,等號成立條件是否一致.

三、證明題

17.如圖,在四棱錐尸-ABCD中,R4,底面ABCD,鉆,仞,點E在線段AD上,且CE〃AB.

(1)求證:CE_L平面RID;

(2)若四棱錐尸一ABCD的體積為3,AB=1,AD=3,CD=&,ZCDA=45,求二面角尸—CE-A

o

的大小.

【答案】(1)證明見解析

(2)arctan;

【分析】(1)利用線面垂直的性質(zhì)、判定推理即得.

(2)由(1)的信息確定二面角的平面角,利用錐體體積公式求出R4,再在直角三角形中求出解即

可.

【詳解】(1)由外,底面ABCD,CEu平面ABCD,得上4LCE,

由ABJLAZXCEV/AB,得CE_LAD,而PAcAD=A,PA,AOu平面上4£),

所以CE_L平面己4£).

(2)由(1)知,CE_L平面PAD,而PEu平面PAD,則CE_LPE,又CELAE,

因此NPE4是二面角尸-CE-A的平面角,

在RtAECD中,DE=CDcos45=1,CE=CDsin45=1,

顯然CE=AB=1,A3//C£,四邊形ABCE為矩形,于是BC=AE=2,

而四棱錐尸一ABCD的體積/_ABCO=:SABCZ<PA=2X](2+3)X1.PA=3,解得2=1,

3326

PA11

在Rt上4石中,tanZPEA=——=—,因此NP£A=arctan—,

AE22

所以二面角P-CE-A的大小為arctang.

18.已知數(shù)列{4}為等差數(shù)列,也}是公比為2的等比數(shù)列,且0-&=%-4=。4-4.

(1)證明:%=瓦;

⑵若集合/={左也=q“+?i,lVmW50},求集合A7中的元素個數(shù).

【答案】(1)證明見解析

(2)6

【分析】(1)借助數(shù)列的基本量運算即可得到;

(2)將條件轉(zhuǎn)換后計算出,〃與k的關(guān)系,再根據(jù)加的范圍要求代入計算即可得.

【詳解】⑴證明:設數(shù)列{叫的公差為則[q+d一2止跖-(4+3〃),

即尸

[4+2d-5bl=0

解得4=%=(,所以原命題得證.

(2)由(1)知4=%=:,所以4.=a“,+4o/=%+(7"-1)“+4,

因為。尸0,所以〃2=2"241,50],解得24心題250+2=3+1鳴25,

由24=15,25=32,^4<log225<5,即7<3+log?25<8,

所以滿足等式的解左=2,3,4,567.

故集合〃中的元素個數(shù)為6.

四、解答題

19.為了鼓勵居民節(jié)約用氣,某市對燃氣收費實行階梯計價,普通居民燃氣收費標準如下:

第一檔:年用氣量在。-31。(含)立方米,價格為。元/立方米;

第二檔:年用氣量在310-520(含)立方米,價格為6元/立方米;

第三檔:年用氣量在520立方米以上,價格為c元/立方米.

(1)請寫出普通居民的年度燃氣費用(單位:元)關(guān)于年度的燃氣用量(單位:立方米)的函數(shù)解析

式(用含6,c的式子表示);

(2)已知某戶居民2023年部分月份用氣量與繳費情況如下表,求”,4c的值.

月份1234591012

當月燃氣用量(立方米)5680665860535563

當月燃氣費(元)168240198174183174.9186264.6

ax,0<x<310

【答案】⑴"310〃+仇兄-310),31。<工工520

310^+210Z?+c(x-520),x>520

(2)a=3,b=3.3,c-4.2

【分析】(1)根據(jù)燃氣收費標準求得解析式.

(2)根據(jù)表格提供數(shù)據(jù)以及函數(shù)解析式求得

【詳解】(1)依題意,函數(shù)解析式為:

ax,0<x<310

y=^310?+&(x-310),310<x<520

310〃+210b+c(x-520),x>520

(2)解法一:

由一月份數(shù)據(jù)可得:。=警=3,

56

通過計算前5個月用量:56+80+66+58+60=320,

前5個月燃氣總費用:168+240+198+174+183=963,

由(1)中函數(shù)解析式,計算可得:963=310x3+^(320-310),

所以6=3.3,

又9月份,10月份,12月份的燃氣費均價分別為:3.3,3.38,4.2均不同,

所以12月份為第三檔,0=等=4.2.

63

解法二:

1月份,5月份,9月份,10月份,12月份的燃氣費均價分別為:3,3.05,3.3,3.38,4.2均不同.

所以1月份為第一檔,5月份為第一檔和第二檔,10月份與12月份不同,

則12月份為第三檔,10月份與9月份不同,10月份為第二檔與第三檔,9月份為第二檔.

從而得到,。=3,6=3.3,c=4.2.

20.己知橢圓+/=1(a>8>0)的離心率為,,其上焦點F與拋物線K:Y=4y的焦點

重合.

圖1

(1)求橢圓「的方程;

(2)若過點下的直線交橢圓r于點A,2,同時交拋物線K于點c,。(如圖1所示,點C在橢圓與拋物

線第一象限交點上方),試比較線段AC與8。長度的大小,并說明理由;

(3)若過點P的直線交橢圓「于點A,8,過點F與直線A3垂直的直線EG交拋物線K于點E,G(如

圖2所示),試求四邊形A£BG面積的最小值.

2

【答案】⑴『X』

(2)\AC\>\BE\,理由見解析

(3)4A/2

【分析】(1)根據(jù)已知條件求得。,仇c,從而求得橢圓的方程.

(2)設出直線A3的方程并與橢圓方程聯(lián)立,化簡寫出根與系數(shù)關(guān)系,由此求得|鉆|,聯(lián)立直線

的方程和拋物線的方程,化簡寫出根與系數(shù)關(guān)系,由此求得|CD|,利用差比較法求得|AC|>|比)|.

(3)對直線A3的斜率是否存在進行分類討論,由(2)求得|AB|,|EG|,進而求得四邊形AEBG面

積的表達式,根據(jù)不等式的性質(zhì)求得面積的最小值.

【詳解】(1)由題意得尸即:c=i,又£=變,所以°=夜,

a2

2

由"一k=。2,得討=[,所以橢圓的方程為工+/=1.

2

(2)由題意得過點尸的直線A3的斜率存在,設直線A3方程為丫=爪+1,

設3(蒼,%),C(F,%),。(々,%),

y=kx+1

聯(lián)立2消去y得:(2+k2)x2+2kx—1=0,

2-+x2=l''

12

ni12k1

則…=2=三百

2夜(1+陰

-2+,-

拋物線K的方程為:x2=4y,

\y=kx+1

聯(lián)立,消去y得:-4=。,

貝"x3+x4=4k,x3x4=-4,

所以\CD\=’(1+^(164+16)=4(1+Z:2),

所以|AC|-忸£>|=(|4。+|3|)-(忸必+|*|)=|8|-|他|

二2"2(l+^2)(2F+4-V2)

>0,

2+產(chǎn)

即M>|叫

(3)設8(孫、2),石優(yōu),%),G(%46),

當直線AB的斜率存在且不為零時,

設直線A3方程為、=履+1化片0),

則直線EG方程為尸-%+1,

由(2)的過程可知:.1=21(1+、),

112+k1

由|CD|=4(1+左2),以一:替換上,可得但G|=4(l+gj

所以%BG=g|ABHEG|=;x等等X440(1+4

〃(2+用

40(1+44忘

(l+)t2)2-l

1----

(1+用

4f>40

因為1+左2>1,所以消『江。,1),1-//武。,1),SAEBG

當直線4B的斜率不存在時,|AB|=20,|EG|=4,

所以男/=三人加忸3=gx2萬x4=40;

綜上所述:S碼G240,所以四邊形AEBG面積的最小值為40.

【點睛】求解橢圓的標準方程,關(guān)鍵是根據(jù)已知條件求得匕,〃和6是兩個未知參數(shù),要求出兩個

參數(shù)的值,需要兩個已知條件,如本題中“橢圓的離心率以及焦點”兩個已知條件,再結(jié)合/=62+02

即可求得。,6,從而求得橢圓的標準方程.

21.已知函數(shù)>=/(無),記/'(x)=^+sinx,x&D.

⑴若。=[0,2兀],判斷函數(shù)的單調(diào)性;

(2)若,不等式/*)>依對任意xe。恒成立,求實數(shù)上的取值范圍;

(3)若D=R,則曲線y=〃x)上是否存在三個不同的點A2,C,使得曲線y=〃x)在A,2,C三點處

的切線互相重合?若存在,求出所有符合要求的切線的方程;若不存在,請說明理由.

【答案】(1)函數(shù)>=/(尤)在[0,22上是增函數(shù)

2

(2)k<—F1

71

(3)存在,滿足條件的切線方程為y=x±i

【分析】(1)利用導數(shù)判斷出〃x)在區(qū)間[0,2兀]上的單調(diào)性.

(2)由〃x)>H分離參數(shù)人,然后利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合多次求導來求得上的取值范圍.

(3)先設出切線方程,然后根據(jù)切線重合列方程,由此進行分類討論來求得切線方程.

【詳解】(1)因為/'(%)=l+cosx?0,當且僅當在x=兀時,r(x)=O,

所以函數(shù)y=f(x)在[。,2兀]上是增函數(shù).

QinV

(2)由題意得,(左—l)%vsinx,于是%—1<------.

x

令/1(兀)=包3,貝(]/(%)=xcosx—sinx

X

71

令〃(x)=xcosx-sinx,貝UMO)=-xsinx<0,x£(0,5],

JTIT

所以“(X)在(Oq]上是嚴格減函數(shù),于是a(X)<M(0)=0,XC(0,3],

由于〃(無)=xc°slnx<已?勺,于是/i(x)在(0,勺上是嚴格減函數(shù),

x22

所以%。(尤)=〃百=2,因止匕"1<工,即發(fā)<2+1?

2717171

(3)解法一:

設4芭,%)、5(々,為)、。(冗3,為),則曲線在ABC三點處的切線分別為直線

4:y=(1+cos%1)x-xxcosx{+sin石,

l2:y=(l+cosx2)x-x2cosx2+sinx2,

4:y=(1+cosx3)x-x3cosx3+sinx3.

因為直線4,,2,4互相重合,所以COS%=cosx2=cosx3,

且一再cosX]+sin玉=-x2cosx2+sinx2=-x3cosx3+sinx3.

因為cos再=cosx2=cosx3,

所以sin=±sinx2,sinx2=±sinx3,sinx3=±sin項.

①若sin再=-sin%,sinx2=-sinx3,sinx3=-sinxx.

貝Usin%]=0,sinx2=0,sin七=0,

于是一%1COSxx=-x2cosx2=-x3cosx3,

因為COSX=cosx2=cosx3=±1w0,

所以尤1=無2=鼻,與AB,C三點互不重合矛盾.

②若sin%=sin%,sinx2=sinx3,sin七=sin玉中至少一個成立,

不妨設sin%[=sin%2成立,則玉cosjq=x2cosx2,

若cos%=cosww。,貝!J%i=%2,矛盾,舍去,

于是cos%=cos%=°,sin=sinx2=±1,

所以滿足要求的切線方程為y=x+i或丁=尤-1

解法2:

假設存在三個不同點A&,M),5(9,%),C(%,為)在曲線>=/(%)上滿足條件,

貝U必=玉+sin玉,%-xi+sin%2,,3=%3+sin%3,且為,々,當互不相同.

曲線y=/(%)在A民c三點處的切線方程分別為:

4:y=(1+cosxjx+sin玉-石cos玉,

Z2:y=(14-cosx2)x+sinx2-x2cosx2,

l3:y=(1+cosx3)x+sinx3—x3cosx3,

cos石=cosx=cosx①

依題意,有23

sin玉一玉cos玉=sinx2-x2cosx2=sinx3-x3cosx3②

由①得,%2=2阮±%],工3=2〃兀±%1,左,〃£Z.

情形1:若%2=2攵兀+%,%3=2及兀+石,女,〃。0,左代入②得,

sin演-玉cos再=sin王-(2fai+玉)cos玉=sin玉-(2〃兀+再)cos王.

(2fai)cosx,=0

即,而N〃w。,故cos%=0,sin±=±l,

(2〃兀)cos芯=。

此時滿足條件的切線方程為y=x±i.

情形2:若%=2阮-%,%3=2河-玉/W",代入②得,

sin%-玉cos玉=-sin%-Qkit一玉)cos玉=-sin%-(2〃兀一%)cos玉.

sin玉+(E-F)COS玉=0

兩式相減,

sin玉+(〃兀一九1)cos玉=0

得(左一〃)7T-COS玉=。,由于左,幾,故COSM=0,

止匕時sin

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