
一.選擇題
1. (2019?黑龍江省綏化市?3分)如圖,在正方形ABCD中,E、F是對角線AC上的兩個動點,P是正方形四邊上的任意一點,且AB=4,EF=2,設AE=x.當△PEF是等腰三角形時,下列關(guān)于P點個數(shù)的說法中,一定正確的是( ?。?br />
①當x=0(即E、A兩點重合)時,P點有6個
②當0<x<4﹣2時,P點最多有9個
③當P點有8個時,x=2﹣2
④當△PEF是等邊三角形時,P點有4個
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
答案:B
考點:正方形的性質(zhì),等腰三角形,等邊三角形的判定。
解析:①當x=0(即E、A兩點重合)時,如下圖,
分別以A、F為圓心,2為半徑畫圓,各2個P點,
以AF為直徑作圓,有2個P點,共6個,
所以,①正確。
②當0<x<4﹣2時,P點最多有8個,
故②錯誤。
2. (2019?河北省?3分)如圖,在小正三角形組成的網(wǎng)格中,已有6個小正三角形涂黑,還需涂黑n個小正三角形,使它們與原來涂黑的小正三角形組成的新圖案恰有三條對稱軸,則n的最小值為( ?。?br />
A.10 B.6 C.3 D.2
C.【解答】解:如圖所示,n的最小值為3,
3. (2019?河北省?2分)如圖,若x為正整數(shù),則表示﹣的值的點落在( ?。?br />
A.段① B.段② C.段③ D.段④
B.解∵﹣=﹣=1﹣=
又∵x為正整數(shù),
∴≤x<1
故表示﹣的值的點落在②
4. (2019?河北省?2分)對于題目:“如圖1,平面上,正方形內(nèi)有一長為12、寬為6的矩形,它可以在正方形的內(nèi)部及邊界通過移轉(zhuǎn)(即平移或旋轉(zhuǎn))的方式,自由地從橫放移轉(zhuǎn)到豎放,求正方形邊長的最小整數(shù)n.”甲、乙、丙作了自認為邊長最小的正方形,先求出該邊長x,再取最小整數(shù)n.
甲:如圖2,思路是當x為矩形對角線長時就可移轉(zhuǎn)過去;結(jié)果取n=13.
乙:如圖3,思路是當x為矩形外接圓直徑長時就可移轉(zhuǎn)過去;結(jié)果取n=14.
丙:如圖4,思路是當x為矩形的長與寬之和的倍時就可移轉(zhuǎn)過去;結(jié)果取n=13.
下列正確的是( ?。?br />
A.甲的思路錯,他的n值對
B.乙的思路和他的n值都對
C.甲和丙的n值都對
D.甲、乙的思路都錯,而丙的思路對
B.【解答】解:甲的思路正確,長方形對角線最長,只要對角線能通過就可以,但是計算錯誤,應為n=14;
乙的思路與計算都正確;
乙的思路與計算都錯誤,圖示情況不是最長;
三.解答題
1.(2019?湖北省仙桃市?10分)已知△ABC內(nèi)接于⊙O,∠BAC的平分線交⊙O于點D,連接DB,DC.
(1)如圖①,當∠BAC=120°時,請直接寫出線段AB,AC,AD之間滿足的等量關(guān)系式: AB+AC=AD?。?br />
(2)如圖②,當∠BAC=90°時,試探究線段AB,AC,AD之間滿足的等量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(3)如圖③,若BC=5,BD=4,求的值.
【分析】(1)在AD上截取AE=AB,連接BE,由條件可知△ABE和△BCD都是等邊三角形,可證明△BED≌△BAC,可得DE=AC,則AB+AC=AD;
(2)延長AB至點M,使BM=AC,連接DM,證明△MBD≌△ACD,可得MD=AD,證得AB+AC=;
(3)延長AB至點N,使BN=AC,連接DN,證明△NBD≌△ACD,可得ND=AD,∠N=∠CAD,證△NAD∽△CBD,可得,可由AN=AB+AC,求出的值.
【解答】解:(1)如圖①在AD上截取AE=AB,連接BE,
∵∠BAC=120°,∠BAC的平分線交⊙O于點D,
∴∠DBC=∠DAC=60°,∠DCB=∠BAD=60°,
∴△ABE和△BCD都是等邊三角形,
∴∠DBE=∠ABC,AB=BE,BC=BD,
∴△BED≌△BAC(SAS),
∴DE=AC,
∴AD=AE+DE=AB+AC;
故答案為:AB+AC=AD.
(2)AB+AC=AD.理由如下:
如圖②,延長AB至點M,使BM=AC,連接DM,
∵四邊形ABDC內(nèi)接于⊙O,
∴∠MBD=∠ACD,
∵∠BAD=∠CAD=45°,
∴BD=CD,
∴△MBD≌△ACD(SAS),
∴MD=AD,∠M=∠CAD=45°,
∴MD⊥AD.
∴AM=,即AB+BM=,
∴AB+AC=;
(3)如圖③,延長AB至點N,使BN=AC,連接DN,
∵四邊形ABDC內(nèi)接于⊙O,
∴∠NBD=∠ACD,
∵∠BAD=∠CAD,
∴BD=CD,
∴△NBD≌△ACD(SAS),
∴ND=AD,∠N=∠CAD,
∴∠N=∠NAD=∠DBC=∠DCB,
∴△NAD∽△CBD,
∴,
∴,
又AN=AB+BN=AB+AC,BC=5,BD=4,
∴=.
【點評】本題屬于圓的綜合題,考查了圓周角定理,全等三角形的判定與性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),等邊三角形的判定與性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是正確作出輔助線解決問題.
2.(2019?湖北省咸寧市?10分)定義:有一組鄰邊相等且對角互補的四邊形叫做等補四邊形.
理解:
(1)如圖1,點A,B,C在⊙O上,∠ABC的平分線交⊙O于點D,連接AD,CD.
求證:四邊形ABCD是等補四邊形;
探究:
(2)如圖2,在等補四邊形ABCD中,AB=AD,連接AC,AC是否平分∠BCD?請說明理由.
運用:
(3)如圖3,在等補四邊形ABCD中,AB=AD,其外角∠EAD的平分線交CD的延長線于點F,CD=10,AF=5,求DF的長.
【分析】(1)由圓內(nèi)接四邊形互補可知∠A+∠C=180°,∠ABC+∠ADC=180°,再證AD=CD,即可根據(jù)等補四邊形的定義得出結(jié)論;
(2)過點A分別作AE⊥BC于點E,AF垂直CD的延長線于點F,證△ABE≌△ADF,得到AE=AF,根據(jù)角平分線的判定可得出結(jié)論;
(3)連接AC,先證∠EAD=∠BCD,推出∠FCA=∠FAD,再證△ACF∽△DAF,利用相似三角形對應邊的比相等可求出DF的長.
【解答】解:(1)證明:∵四邊形ABCD為圓內(nèi)接四邊形,
∴∠A+∠C=180°,∠ABC+∠ADC=180°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∴,
∴AD=CD,
∴四邊形ABCD是等補四邊形;
(2)AD平分∠BCD,理由如下:
如圖2,過點A分別作AE⊥BC于點E,AF垂直CD的延長線于點F,
則∠AEB=∠AFD=90°,
∵四邊形ABCD是等補四邊形,
∴∠B+∠ADC=180°,
又∠ADC+∠ADF=180°,
∴∠B=∠ADF,
∵AB=AD,
∴△ABE≌△ADF(AAS),
∴AE=AF,
∴AC是∠BCF的平分線,即AC平分∠BCD;
(3)如圖3,連接AC,
∵四邊形ABCD是等補四邊形,
∴∠BAD+∠BCD=180°,
又∠BAD+∠EAD=180°,
∴∠EAD=∠BCD,
∵AF平分∠EAD,
∴∠FAD=∠EAD,
由(2)知,AC平分∠BCD,
∴∠FCA=∠BCD,
∴∠FCA=∠FAD,
又∠AFC=∠DFA,
∴△ACF∽△DAF,
∴,
即,
∴DF=5﹣5.
【點評】本題考查了新定義等補四邊形,圓的有關(guān)性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),角平分線的判定,相似三角形的判定與性質(zhì)等,解題關(guān)鍵是要能夠通過自主學習來進行探究,運用等.
3.(2019?四川省廣安市?12分)在△中,已知是邊的中點,是△的重心,過點的直線分別交、于點、.
(1)如圖,當∥時,求證:;
(2)如圖,當和不平行,且點、分別在線段、上時,(1)中的結(jié)論是否成立?如果成立,請給出證明;如果不成立,請說明理由.
(3)如圖,當點在的延長線上或點在的延長線上時,(1)中的結(jié)論是否成立?如果成立,請給出證明;如果不成立,請說明理由.
圖
圖
圖
解:(1)是△重心,, ……………………1分
又∥,
,, ……………………2分
則. ……………………3分
(2)(1)中結(jié)論成立,理由如下: ……………………4分
如圖,過點作∥交的延長線于點,
、的延長線相交于點,
則,, ……………………5分
, ……………………6分
又,
而是的中點,即,
,…………7分
,
又,,
故結(jié)論成立; ……………………9分
(3)(1)中結(jié)論不成立,理由如下:……………………10分
當點與點重合時,為中點,,
點在的延長線上時,,
,則, ……………………11分
同理:當點在的延長線上時,,
結(jié)論不成立. ……………………12分
備注:(2)問的證明中,直接使用梯形中位線定理并作出正確證明者,不扣分.
4. (2019?黑龍江省齊齊哈爾市?12分)綜合與實踐
折紙是同學們喜歡的手工活動之一,通過折紙我們既可以得到許多美麗的圖形,同時折紙的過程還蘊含著豐富的數(shù)學知識.
折一折:把邊長為4的正方形紙片ABCD對折,使邊AB與CD重合,展開后得到折痕EF.如圖①:點M為CF上一點,將正方形紙片ABCD沿直線DM折疊,使點C落在EF上的點N處,展開后連接DN,MN,AN,如圖②
(一)填一填,做一做:
(1)圖②中,∠CMD= ?。?br />
線段NF=
(2)圖②中,試判斷△AND的形狀,并給出證明.
剪一剪、折一折:將圖②中的△AND剪下來,將其沿直線GH折疊,使點A落在點A′處,分別得到圖③、圖④.
(二)填一填
(3)圖③中陰影部分的周長為 ?。?br />
(4)圖③中,若∠A′GN=80°,則∠A′HD= °.
(5)圖③中的相似三角形(包括全等三角形)共有 對;
(6)如圖④點A′落在邊ND上,若=,則= (用含m,n的代數(shù)式表示).
【分析】(1)由折疊的性質(zhì)得,四邊形CDEF是矩形,得出EF=CD,∠DEF=90°,DE=AE=AD,由折疊的性質(zhì)得出DN=CD=2DE,MN=CM,得出∠EDN=60°,得出∠CDM=∠NDM=15°,EN=DN=2,因此∠CMD=75°,NF=EF﹣EN=4﹣2;
(2)證明△AEN≌△DEN得出AN=DN,即可得出△AND是等邊三角形;
(3)由折疊的性質(zhì)得出A′G=AG,A′H=AH,得出圖③中陰影部分的周長=△ADN的周長=12;
(4)由折疊的性質(zhì)得出∠AGH=∠A′GH,∠AHG=∠A′HG,求出∠AGH=50°,得出∠AHG=∠A′HG=70°,即可得出結(jié)果;
(5)證明△NGM∽△A′NM∽△DNH,即可得出結(jié)論;
(6)設==a,則A'N=am,A'D=an,證明△A′GH∽△HA′D,得出==,設A'G=AG=x,A'H=AH=y(tǒng),則GN=4﹣x,DH=4﹣y,得出==,解得:x=y(tǒng),得出===.
【解答】解:(1)由折疊的性質(zhì)得,四邊形CDEF是矩形,
∴EF=CD,∠DEF=90°,DE=AE=AD,
∵將正方形紙片ABCD沿直線DM折疊,使點C落在EF上的點N處,
∴DN=CD=2DE,MN=CM,
∴∠EDN=60°,
∴∠CDM=∠NDM=15°,EN=DN=2,
∴∠CMD=75°,NF=EF﹣EN=4﹣2;
故答案為:75°,4﹣2;
(2)△AND是等邊三角形,理由如下:
在△AEN與△DEN中,,
∴△AEN≌△DEN(SAS),
∴AN=DN,
∵∠EDN=60°,
∴△AND是等邊三角形;
(3)∵將圖②中的△AND沿直線GH折疊,使點A落在點A′處,
∴A′G=AG,A′H=AH,
∴圖③中陰影部分的周長=△ADN的周長=3×4=12;
故答案為:12;
(4)∵將圖②中的△AND沿直線GH折疊,使點A落在點A′處,
∴∠AGH=∠A′GH,∠AHG=∠A′HG,
∵∠A′GN=80°,
∴∠AGH=50°,
∴∠AHG=∠A′HG=70°,
∴∠A′HD=180°﹣70°﹣70°=40°;
故答案為:40;
(5)如圖③,
∵∠A=∠N=∠D=∠A′=60°,
∠NMG=∠A′MN,∠A′NM=∠DNH,
∴△NGM∽△A′NM∽△DNH,
∵△AGH≌△A′GH
∴圖③中的相似三角形(包括全等三角形)共有4對,
故答案為:4;
(6)設==a,則A'N=am,A'D=an,
∵∠N=∠D=∠A=∠A′=60°,
∴∠NA′G+∠A′GN=∠NA′G+∠DA′H=120°,
∴∠A′GN=∠DA′H,
∴△A′GH∽△HA′D,
∴==,
設A'G=AG=x,A'H=AH=y(tǒng),則GN=4﹣x,DH=4﹣y,
∴==,
解得:x=y(tǒng),
∴===;
故答案為:.
5.(2019?山東青島?10分)問題提出:
如圖,圖①是一張由三個邊長為1的小正方形組成的“L”形紙片,圖②是一張a×b的方格紙(a×b的方格紙指邊長分別為a,b的矩形,被分成a×b個邊長為1的小正方形,其中a≥2,b≥2,且a,b為正整數(shù)).把圖①放置在圖②中,使它恰好蓋住圖②中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
問題探究:
為探究規(guī)律,我們采用一般問題特殊化的策略,先從最簡單的情形入手,再逐次遞進,最后得出一般性的結(jié)論.
探究一:
把圖①放置在2×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖③,對于2×2的方格紙,要用圖①蓋住其中的三個小正方形,顯然有4種不同的放置方法.
探究二:
把圖①放置在3×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖④,在3×2的方格紙中,共可以找到2個位置不同的 2 2×方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在3×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有2×4=8種不同的放置方法.
探究三:
把圖①放置在a×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖⑤,在a×2的方格紙中,共可以找到?。╝﹣1) 個位置不同的2×2方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在a×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有 (4a﹣4) 種不同的放置方法.
探究四:
把圖①放置在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖⑥,在a×3的方格紙中,共可以找到?。?a﹣2) 個位置不同的2×2方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有 (8a﹣8) 種不同的放置方法.
……
問題解決:
把圖①放置在a×b的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?(仿照前面的探究方法,寫出解答過程,不需畫圖.)
問題拓展:
如圖,圖⑦是一個由4個棱長為1的小立方體構(gòu)成的幾何體,圖⑧是一個長、寬、高分別為a,b,c(a≥2,b≥2,c≥2,且a,b,c是正整數(shù))的長方體,被分成了a×b×c個棱長為1的小立方體.在圖⑧的不同位置共可以找到 8(a﹣1)(b﹣1)(c﹣1) 個圖⑦這樣的幾何體.
【分析】對于圖形的變化類的規(guī)律題,首先應找出圖形哪些部分發(fā)生了變化,是按照什么規(guī)律變化的,通過分析找到各部分的變化規(guī)律后直接利用規(guī)律求解.探尋規(guī)律要認真觀察、仔細思考,善用聯(lián)想來解決這類問題.
【解答】解:探究三:
根據(jù)探究二,a×2的方格紙中,共可以找到(a﹣1)個位置不同的 2×2方格,
根據(jù)探究一結(jié)論可知,每個2×2方格中有4種放置方法,所以在a×2的方格紙中,共可以找到(a﹣1)×4=(4a﹣4)種不同的放置方法;
故答案為a﹣1,4a﹣4;
探究四:
與探究三相比,本題矩形的寬改變了,可以沿用上一問的思路:邊長為a,有(a﹣1)條邊長為2的線段,
同理,邊長為3,則有3﹣1=2條邊長為2的線段,
所以在a×3的方格中,可以找到2(a﹣1)=(2a﹣2)個位置不同的2×2方格,
根據(jù)探究一,在在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有(2a﹣2)×4=(8a﹣8)種不同的放置方法.
故答案為2a﹣2,8a﹣8;
問題解決:
在a×b的方格紙中,共可以找到(a﹣1)(b﹣1)個位置不同的2×2方格,
依照探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在a×b的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有4(a﹣1)(b﹣1)種不同的放置方法;
問題拓展:
發(fā)現(xiàn)圖⑦示是棱長為2的正方體中的一部分,利用前面的思路,
這個長方體的長寬高分別為a、b、c,則分別可以找到(a﹣1)、(b﹣1)、(c﹣1)條邊長為2的線段,
所以在a×b×c的長方體共可以找到(a﹣1)(b﹣1)(c﹣1)位置不同的2×2×2的正方體,
再根據(jù)探究一類比發(fā)現(xiàn),每個2×2×2的正方體有8種放置方法,
所以在a×b×c的長方體中共可以找到8(a﹣1)(b﹣1)(c﹣1)個圖⑦這樣的幾何體;
故答案為8(a﹣1)(b﹣1)(c﹣1).
【點評】此題考查了平面圖形的有規(guī)律變化,要求學生通過觀察圖形,分析、歸納并發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,并應用規(guī)律解決問題是解題的關(guān)鍵.
6.(2019?山東威海?12分)(1)方法選擇
如圖①,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,連接AC,BD,AB=BC=AC.求證:BD=AD+CD.
小穎認為可用截長法證明:在DB上截取DM=AD,連接AM…
小軍認為可用補短法證明:延長CD至點N,使得DN=AD…
請你選擇一種方法證明.
(2)類比探究
【探究1】
如圖②,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,連接AC,BD,BC是⊙O的直徑,AB=AC.試用等式表示線段AD,BD,CD之間的數(shù)量關(guān)系,井證明你的結(jié)論.
【探究2】
如圖③,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,連接AC,BD.若BC是⊙O的直徑,∠ABC=30°,則線段AD,BD,CD之間的等量關(guān)系式是 BD=CD+2AD?。?br />
(3)拓展猜想
如圖④,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,連接AC,BD.若BC是⊙O的直徑,BC:AC:AB=a:b:c,則線段AD,BD,CD之間的等量關(guān)系式是 BD=CD+AD?。?br />
【分析】(1)方法選擇:根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得到∠ACB=∠ABC=60°,如圖①,在BD上截取DEMAD,連接AM,由圓周角定理得到∠ADB=∠ACB=60°,得到AM=AD,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到BM=CD,于是得到結(jié)論;
(2)類比探究:如圖②,由BC是⊙O的直徑,得到∠BAC=90°,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)得到∠ABC=∠ACB=45°,過A作AM⊥AD交BD于M,推出△ADM是等腰直角三角形,求得DM=AD根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到結(jié)論;
【探究2】如圖③,根據(jù)圓周角定理和三角形的內(nèi)角和得到∠BAC=90°,∠ACB=60°,過A作AM⊥AD交BD于M,求得∠AMD=30°,根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到MD=2AD,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到BM=CD,于是得到結(jié)論;
(3)如圖④,由BC是⊙O的直徑,得到∠BAC=90°,過A作AM⊥AD交BD于M,求得∠MAD=90°,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)得到BM=CD,DM=AD,于是得到結(jié)論.
【解答】解:(1)方法選擇:∵AB=BC=AC,
∴∠ACB=∠ABC=60°,
如圖①,在BD上截取DEMAD,連接AM,
∵∠ADB=∠ACB=60°,
∴△ADM是等邊三角形,
∴AM=AD,
∵∠ABM=∠ACD,
∵∠AMB=∠ADC=120°,
∴△ABM≌△ACD(AAS),
∴BM=CD,
∴BD=BM+DM=CD+AD;
(2)類比探究:如圖②,
∵BC是⊙O的直徑,
∴∠BAC=90°,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
過A作AM⊥AD交BD于M,
∵∠ADB=∠ACB=45°,
∴△ADM是等腰直角三角形,
∴AM=AD,∠AMD=45°,
∴DM=AD,
∴∠AMB=∠ADC=135°,
∵∠ABM=∠ACD,
∴△ABM≌△ACD(AAS),
∴BM=CD,
∴BD=BM+DM=CD+AD;
【探究2】如圖③,∵若BC是⊙O的直徑,∠ABC=30°,
∴∠BAC=90°,∠ACB=60°,
過A作AM⊥AD交BD于M,
∵∠ADB=∠ACB=60°,
∴∠AMD=30°,
∴MD=2AD,
∵∠ABD=∠ACD,∠AMB=∠ADC=150°,
∴△ABM∽△ACD,
∴=,
∴BM=CD,
∴BD=BM+DM=CD+2AD;
故答案為:BD=CD+2AD;
(3)拓展猜想:BD=BM+DM=CD+AD;
理由:如圖④,∵若BC是⊙O的直徑,
∴∠BAC=90°,
過A作AM⊥AD交BD于M,
∴∠MAD=90°,
∴∠BAM=∠DAC,
∴△ABM∽△ACD,
∴=,
∴BM=CD,
∵∠ADB=∠ACB,∠BAC=∠NAD=90°,
∴△ADM∽△ACB,
∴==,
∴DM=AD,
∴BD=BM+DM=CD+AD.
故答案為:BD=CD+AD
【點評】本題考查了圓周角定理,圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),正確的作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
7 (2019湖北仙桃)6分)請僅用無刻度的直尺完成下列畫圖,不寫畫法,保留畫圖痕跡.
(1)如圖①,四邊形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D,畫出四邊形ABCD的對稱軸m;
(2)如圖②,四邊形ABCD中,AD∥BC,∠A=∠D,畫出BC邊的垂直平分線n.
【分析】(1)連接AC,AC所在直線即為對稱軸m.
(2)延長BA,CD交于一點,連接AC,BC交于一點,連接兩點獲得垂直平分線n.
【解答】解:(1)如圖①,直線m即為所求
(2)如圖②,直線n即為所求
【點評】本題考查了軸對稱作圖,根據(jù)全等關(guān)系可以確定點與點的對稱關(guān)系,從而確定對稱軸所在,即可畫出直線.
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