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2020-2021学年山东省淄博市高二(上)期末数学试卷 (解析版)
2025-09-25 02:57:10 责编:小OO
文档
2020-2021学年山东省淄博市高二(上)期末数学试卷

一、选择题(共8小题).

1.直线x+y+1=0的倾斜角是(  )

A.30°    B.60°    C.120°    D.150°

2.椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是(  )

A.(±1,0)    B.(0,±1)    C.(±,0)    D.(0,±)

3.空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5)间的距离等于(  )

A.2    B.3    C.4    D.9

4.圆C1:x2+y2+8x+12=0和圆C2:x2+y2﹣6y=0的位置关系是(  )

A.相离    B.相交    C.内切    D.外切

5.2020年10月26日至29日,中国党第十九届委员会第五次全体会议在北京举行,审议通过了《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二O三五年远景目标的建议》.某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,则选中的2人恰好都是女生的概率为(  )

A.0.2    B.0.3    C.0.4    D.0.5

6.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点F是侧面CDD1C1的中心,若=x+y+z,求x+y+z=(  )

A.1    B.    C.2    D.

7.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为(  )

A.4x﹣5y+1=0    B.4x+5y﹣9=0    C.5x﹣4y﹣1=0    D.5x+4y﹣9=0

8.设F1,F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P是双曲线C右支上一点.若|PF1|+|PF2|=6a,且=,则双曲线C的渐近线方程是(  )

A.x±y=0    B.xy=0    C.x±2y=0    D.2xy=0

二、多项选择题(共4小题).

9.若,,与的夹角为120°,则λ的值为(  )

A.17    B.﹣17    C.﹣1    D.1

10.已知空间向量都是单位向量,且两两垂直,则下列结论正确的是(  )

A.向量的模是3    

B.可以构成空间的一个基底    

C.向量和夹角的余弦值为    

D.向量与共线

11.已知A,B是随机事件,则下列结论正确的是(  )

A.若A,B是互斥事件,则P(AB)=P(A)P(B)    

B.若事件A,B相互,则P(A+B)=P(A)+P(B)    

C.若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件    

D.事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率

12.已知F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,A1,A2分别为其实轴的左、右端点,且|F1F2|=,点P为双曲线右支一点,I为△PF1F2的内心,则下列结论正确的有(  )

A.离心率    

B.点I的横坐标为定值a    

C.若(λ∈R)成立,则λ=﹣1    

D.若PH垂直x轴于点H,则|PH|2=|HA1|•|HA2|

三、填空题(共4小题).

13.已知直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,则实数m=     .

14.现有3个灯泡并联而成的闭合电路,如果在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,那么在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是     .

15.已知空间直线l的方向向量是,平面α的法向量.若l⊥α,则a+b=     .

16.已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A,B两点,抛物线的准线与y轴交于点M,当最大时,弦AB长度是     .

四、解答题(共6小题).

17.已知在空间直角坐标系Oxyz中,点A,B,C,M的坐标分别是(2,0,2),(2,1,0),(0,4,﹣1),(2,3,﹣1),过点A,B,C的平面记为α.

(1)证明:点A,B,C,M不共面;

(2)求点M到平面α的距离.

18.已知△ABC中,点A(﹣1,5),边BC所在直线l1的方程为7x﹣y﹣18=0,边AB上的中线所在直线l2的方程为y=x.

(1)求点B和点C的坐标;

(2)若△ABC的外接圆为⊙M,求直线l2被⊙M截得的弦长.

19.袋中有9个大小相同颜色不全相同的小球,分别为黑球、黄球、绿球,从中任意取一球,得到黑球或黄球的概率是,得到黄球或绿球的概率是,试求:

(Ⅰ)从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率各是多少?

(Ⅱ)从中任取两个球,得到的两个球颜色不相同的概率是多少?

20.在平面直角坐标系中,动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1.

(1)求动点P的轨迹C的方程;

(2)过点M的直线l交曲线C于A,B两点,若|AB|=8,求直线l的方程.

21.如图所示,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别为BC,CD的中点.

(1)求平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值;

(2)设,若平面C1EF∥平面MB1D1,求λ的值.

22.已知椭圆C:=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,),中恰有三点在椭圆C上.

(1)求椭圆C的方程;

(2)蝴蝶定理:如图1,AB为圆O的一条弦,M是AB的中点,过M作圆O的两条弦CD,EF.若CF,ED分别与直线AB交于点P,Q,则MP=MQ.

该结论可推广到椭圆.如图2所示,假定在椭圆C中,弦AB的中点M的坐标为(0,),且两条弦CD,EF所在直线斜率存在,证明:MP=MQ.

一、单项选择题(共8小题).

1.直线x+y+1=0的倾斜角是(  )

A.30°    B.60°    C.120°    D.150°

解:直线x+y+1=0的斜率k=,

设其倾斜角为θ(0°≤θ<180°),

则tan,∴θ=150°.

故选:D.

【点评】本题考查直线的倾斜角,考查直线倾斜角与斜率的关系,是基础题.

2.椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是(  )

A.(±1,0)    B.(0,±1)    C.(±,0)    D.(0,±)

解:∵椭圆x2+8y2=1的标准方程为:x2+=1,

∴a2=1,b2=,

∴c2=a2﹣b2=,

∴c=.

又椭圆x2+2y2=1的焦点在x轴,

∴椭圆x2+2y2=1的焦点坐标是(±,0).

故选:C.

【点评】本题考查椭圆的简单性质,着重考查椭圆的焦点坐标的求法,由其方程明确焦点位置是关键,属于中档题.

3.空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5)间的距离等于(  )

A.2    B.3    C.4    D.9

解:因为空间两点A(1,5,4),B(﹣1,3,5),

故A,B两点间的距离为.

故选:B.

【点评】本题考查了空间中两点间的距离公式的应用,解题的关键是熟练掌握空间两点间的距离公式,属于基础题.

4.圆C1:x2+y2+8x+12=0和圆C2:x2+y2﹣6y=0的位置关系是(  )

A.相离    B.相交    C.内切    D.外切

解:根据题意圆C1:x2+y2+8x+12=0,即(x+4)2+y2=4,其圆心为(﹣4,0),半径r=2,

圆C2:x2+y2﹣6y=0,即x2+(y﹣3)2=9,其圆心为(0,3),半径R=3,

圆心距|C1C2|==5,

则圆心距|C1C2|=R+r=5,则两圆外切,

故选:D.

【点评】本题考查圆与圆的位置关系,注意将圆的方程变形为标准方程,属于基础题.

5.2020年10月26日至29日,中国党第十九届委员会第五次全体会议在北京举行,审议通过了《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二O三五年远景目标的建议》.某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,则选中的2人恰好都是女生的概率为(  )

A.0.2    B.0.3    C.0.4    D.0.5

解:某班级从3名男生和3名女生中任选2人参加学校十九届五中全会精神宣讲团,

基本事件总数n==15,

选中的2人恰好都是女生包含的基本事件个数m==3,

则选中的2人恰好都是女生的概率为P===0.2.

故选:A.

【点评】本题考查概率的求法,考查古典概型、排列组合等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.

6.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点F是侧面CDD1C1的中心,若=x+y+z,求x+y+z=(  )

A.1    B.    C.2    D.

解:在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,

∵点F是侧面CDD1C1的中心,∴连接DC1,D1C,交于点F,

=(﹣)

=+(﹣)

=﹣,

∵=x+y+z,∴x+y+z=1+=1.

故选:A.

【点评】本题考查代数式求值,考查空间向量加法定理等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.

7.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为(  )

A.4x﹣5y+1=0    B.4x+5y﹣9=0    C.5x﹣4y﹣1=0    D.5x+4y﹣9=0

解:根据光学性质可知点A(2,3)关于直线x+y+1=0的对称点 A′(﹣4,﹣3)在反射光线所在直线上,

由两点式可得反射光线所在直线方程为:=,化简得:4x﹣5y+1=0.

故选:A.

【点评】本题考查了点关于直线对称,直线方程的两点式,属中档题.

8.设F1,F2是双曲线C:=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P是双曲线C右支上一点.若|PF1|+|PF2|=6a,且=,则双曲线C的渐近线方程是(  )

A.x±y=0    B.xy=0    C.x±2y=0    D.2xy=0

解:由双曲线的定义知,|PF1|﹣|PF2|=2a,

∵|PF1|+|PF2|=6a,

∴|PF1|=4a,|PF2|=2a,

∵=|PF1|•|PF2|sin∠F1PF2,

∴•4a•2a•sin∠F1PF2=,即sin∠F1PF2=,

在△PF1F2中,由余弦定理知,cos∠F1PF2===1﹣,

∵,

∴()2+(1﹣)2=1,

化简得,=2,

∴双曲线C的渐近线方程为y=±x=±x,即x±y=0.

故选:A.

【点评】本题考查双曲线的定义与几何性质,还运用了正弦的面积公式和余弦定理,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.

二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分.

9.若,,与的夹角为120°,则λ的值为(  )

A.17    B.﹣17    C.﹣1    D.1

解:∵,,与的夹角为120°,

∴cos120°==,

解得λ=﹣1或λ=17.

故选:AC.

【点评】本题考查实数值的求法,考向量夹角公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.

10.已知空间向量都是单位向量,且两两垂直,则下列结论正确的是(  )

A.向量的模是3    

B.可以构成空间的一个基底    

C.向量和夹角的余弦值为    

D.向量与共线

解:对于选项A,因为空间向量都是单位向量,且两两垂直,

所以,且,

则=,

所以向量的模是,

故选项A错误;

对于选项B,因为空间向量都是单位向量,且两两垂直,

所以不共面,而向量均与共面,

所以与不共面,

则可以构成空间的一个基底,

故选项B正确;

对于选项C,设与的夹角为α,

则=,

所以向量和夹角的余弦值为,

故选项C 正确;

对于选项D,因为,

同理可得,

则,

所以向量与的夹角为120°,

则向量与不共线,

故选项D错误.

故选:BC.

【点评】本题考查了空间向量的应用,涉及了空间向量模的求解、空间向量的基底、空间向量的夹角等知识点,考查的知识面广,对学生基础知识掌握的情况有较高的要求,属于中档题.

11.已知A,B是随机事件,则下列结论正确的是(  )

A.若A,B是互斥事件,则P(AB)=P(A)P(B)    

B.若事件A,B相互,则P(A+B)=P(A)+P(B)    

C.若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件    

D.事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率

解:对于A,若A,B是互斥事件,则P(AB)=0,故A错误;

对于B,若事件A,B互斥事件,则P(A+B)=P(A)+P(B),故B错误;

对于C,∵对立事件一定是互斥事件,

∴若A,B是对立事件,则A,B是互斥事件,故C正确;

对于D,∵事件A,B至少有一个发生包含A,B恰好有一个发生和A,B同时发生两种情况,

∴事件A,B至少有一个发生的概率不小于A,B恰好有一个发生的概率,故D正确.

故选:CD.

【点评】本题考查命题真假的判断,考查对立事件、互斥事件、相互事件的性质等基础知识,是基础题.

12.已知F1,F2分别为双曲线=1(a>0,b>0)的左、右焦点,A1,A2分别为其实轴的左、右端点,且|F1F2|=,点P为双曲线右支一点,I为△PF1F2的内心,则下列结论正确的有(  )

A.离心率    

B.点I的横坐标为定值a    

C.若(λ∈R)成立,则λ=﹣1    

D.若PH垂直x轴于点H,则|PH|2=|HA1|•|HA2|

解:∵|F1F2|==2c,且b2=c2﹣a2,∴c2﹣2ac﹣a2=0,

∵e=>1,∴e2﹣2e﹣1=0,∴e=+1,即选项A正确;

设内切圆I与△PF1F2的三边分别相切于点M,N,T,如图所示,

由圆的切线长定理知,|PM|=|PN|,|F1M|=|F1T|,|F2N|=|F2T|,

由双曲线的定义知,2a=|PF1|﹣|PF2|=|PM|+|F1M|﹣(|PN|+|F2N|)=|F1T|﹣|F2T|,

而|F1T|+|F2T|=2c,

∴|F1T|=c+a,|F2T|=c﹣a,

∴T(a,0),即点I的横坐标为定值a,故选项B正确;

设圆I的半径为r,

∵(λ∈R),

∴|PF1|•r=|PF2|•r+λ•|F1F2|•r,即|PF1|=|PF2|+λ|F1F2|,

∴|PF1|﹣|PF2|=λ|F1F2|,即2a=λ•2c,

∴λ====,即选项C正确;

假设点P在第一象限,设其坐标为(m,n),则﹣=1,

∵PH垂直x轴于点H,

∴|PH|2=n2=(1﹣)b2,|HA1|=m+a,|HA2|=m﹣a,

∴|HA1|•|HA2|=(m+a)(m﹣a)=m2﹣a2,

若|PH|2=|HA1|•|HA2|,则(1﹣)b2=m2﹣a2,化简得m2=a2,

此时点P与H重合,不符合题意,即选项D错误.

故选:ABC.

【点评】本题考查双曲线的定义与几何性质,圆的切线长定理,考查学生的数形结合思想、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.

三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.

13.已知直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,则实数m= ﹣2 .

解:因为直线l1:(m﹣1)x﹣3y+3=0和直线l2:2x+my﹣5=0垂直,

所以(m﹣1)×2+(﹣3)×m=0,解得m=﹣2.

故答案为:﹣2.

【点评】本题考查了两条直线位置关系的运用,涉及了直线的一般式方程的应用、两条直线互相垂直的充要条件的应用,属于基础题.

14.现有3个灯泡并联而成的闭合电路,如果在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,那么在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是 0.972 .

解:现有3个灯泡并联而成的闭合电路,在某段时间内每个灯泡能正常照明的概率都是0.9,

∴在这段时间内该电路上的灯泡至少有两个能正常照明的概率是:

P==0.972.

故答案为:0.972.

【点评】本题考查概率的求法,考查n个重复试验中事件A恰好有k个发生的概率计算公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.

15.已知空间直线l的方向向量是,平面α的法向量.若l⊥α,则a+b= 2 .

解:∵是直线l的方向向量,

是平面α的法向量,l⊥α,

∴∥,

∴==,

解得a+b=2.

故答案为:2.

【点评】本题向量平行、线面垂直的性质,考查运算求解能力,是基础题.

16.已知抛物线的焦点为F,过F的直线l与抛物线交于A,B两点,抛物线的准线与y轴交于点M,当最大时,弦AB长度是 8 .

解:抛物线的标准方程为x2=8y,

所以焦点F(0,2),准线方程为y=﹣2,

因为抛物线的准线与y轴交于点M,

所以点M(0,﹣2),

设A(x1,y1),y1>0,则有,

所以,

所以=

=,

当且仅当,即y1=2时取等号,

所以当y1=2时,最大,此时A(±4,2),

故AB=4+4=8.

答案为:8.

【点评】本题考查了抛物线的应用,涉及了抛物线标准方程的应用、抛物线的几何性质、利用基本不等式求最值等,涉及知识点多,对学生的解题能力有一定的要求,属于中档题.

四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.

17.已知在空间直角坐标系Oxyz中,点A,B,C,M的坐标分别是(2,0,2),(2,1,0),(0,4,﹣1),(2,3,﹣1),过点A,B,C的平面记为α.

(1)证明:点A,B,C,M不共面;

(2)求点M到平面α的距离.

【解答】证明:(1)由已知可得,,,,

假设A、B、C三点共线,则存在实数λ,使得,

即(0,1,﹣2)=λ(﹣2,4,﹣3),则,此方程组无解,故不共线,

∴A,B,C不共线,即过点A,B,C的平面是惟一的,

若点A,B,C,M共面,则存在x,y∈R,使得,

即(0,3,﹣3)=x(0,1,﹣2)+y(﹣2,4,﹣3),

即,此方程组无解,

即不存在实数x,y,使得,即A、B、C、M不共面;

(2)设平面α的法向量为,

则,取c=2,得.

∴点M到平面α的距离为d==.

【点评】本题考查平面的基本性质及应用,训练了利用空间向量求点到面的距离,考查运算求解能力,是中档题.

18.已知△ABC中,点A(﹣1,5),边BC所在直线l1的方程为7x﹣y﹣18=0,边AB上的中线所在直线l2的方程为y=x.

(1)求点B和点C的坐标;

(2)若△ABC的外接圆为⊙M,求直线l2被⊙M截得的弦长.

解:(1)联立方程组,解得,即C(3,3).

设B(s,t),则边AB上的中点坐标为(,),

可得方程组,

解得,即点B(2,﹣4);

(2)设△ABC的外接圆方程为(x﹣a)2+(y﹣b)2=r2(r>0),

将三角形的三个顶点坐标代入,得:

解得.

所以三角形外接圆的方程为(x+1)2+y=25.

所以该圆的圆心坐标是(﹣1,0),半径r=5.

圆心(﹣1,0)到直线l2的方程为x﹣y=0的距离为:d==.

所以弦长等于2=7.

【点评】考查了直线的基本量与基本形式、直线的位置关系和圆的一般方程等知识,属于中档题.

19.袋中有9个大小相同颜色不全相同的小球,分别为黑球、黄球、绿球,从中任意取一球,得到黑球或黄球的概率是,得到黄球或绿球的概率是,试求:

(Ⅰ)从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率各是多少?

(Ⅱ)从中任取两个球,得到的两个球颜色不相同的概率是多少?

【解答】(1)解:从中任取一球,分别记得到黑球、黄球、绿球为事件A,B,C,

由于A,B,C为互斥事件,

根据已知得,

解得  

∴从中任取一球,得到黑球、黄球、绿球的概率分别是.

(2)由(1)知黑球、黄球、绿球个数分别为3,2,4,

得到的两个球同色的可能有:两个黑球共3种情况,两个黄球只有1种情况,两个绿球共有6种情况,

而从9个球中取出2个球的情况共有36种,

所以所求概率为,

则得到的两个球颜色不相同的概率是.

【点评】本题考查概率的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意互斥事件事件概率加法公式的合理运用.

20.在平面直角坐标系中,动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1.

(1)求动点P的轨迹C的方程;

(2)过点M的直线l交曲线C于A,B两点,若|AB|=8,求直线l的方程.

解:(1)动点P(x,y)到x轴的距离为y,到点M的距离为PM=,

因为动点P(x,y)(y>0)到定点M(0,1)的距离比到x轴的距离大1,

所以=y+1,

两边平方可得,x2=4y,

故动点P的轨迹C的方程为x2=4y;

(2)根据题意,显然直线l的斜率存在,

设直线l的斜率为k,则直线l的方程为y=kx+1,

设A(x1,y1),B(x2,y2),

由,消去x可得y2﹣(2+4k2)y+1=0,

所以,

所以AB=,解得k=±1,

所以直线l的方程为y=x+1或y=﹣x+1.

【点评】本题考查了动点轨迹方程的求解,涉及了抛物线标准方程的应用、直线与抛物线位置关系,要掌握常见的求解动点轨迹的方法:定义法、直接法、代入法、消元法、交轨法等,属于中档题.

21.如图所示,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别为BC,CD的中点.

(1)求平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值;

(2)设,若平面C1EF∥平面MB1D1,求λ的值.

解:(1)以D为坐标原点,分别以棱DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系如图所示,

则A(2,0,0),B(2,2,0),C(0,2,0),A1(2,0,2),B1(2,2,2),C1(0,2,2),D1(0,0,2),

因为E,F分别为BC,CD的中点,

所以点E(1,2,0),F(0,1,0)

所以,

设平面C1EF的法向量为,

则有,所以,

令z=1,则x=2,y=﹣2,所以,

又,

设平面AB1D1的法向量为,

则有,所以,

令c=1,则a=1,b=﹣1,所以,

设平面C1EF和平面AB1D1的夹角为θ,

所以=,

所以平面C1EF与平面AB1D1夹角的余弦值为;

(2)因为,设点M的坐标为(x,y,z),

所以(x,y﹣2,z)=λ(2,﹣2,0),

故点M的坐标为(2λ,2﹣2λ,0),

所以,

由(1)可知,平面C1EF的法向量为,

因为平面C1EF∥平面MB1D1,所以,

所以,解得.

【点评】本题考查了空间向量在立体几何中的应用,主要考查了利用空间向量求二面角的余弦值,利用空间向量解决空间中线面位置关系,解题的关键是建立合适的空间直角坐标系,属于中档题.

22.已知椭圆C:=1(a>b>0),四点P1(1,1),P2(0,1),P3(﹣1,),中恰有三点在椭圆C上.

(1)求椭圆C的方程;

(2)蝴蝶定理:如图1,AB为圆O的一条弦,M是AB的中点,过M作圆O的两条弦CD,EF.若CF,ED分别与直线AB交于点P,Q,则MP=MQ.

该结论可推广到椭圆.如图2所示,假定在椭圆C中,弦AB的中点M的坐标为(0,),且两条弦CD,EF所在直线斜率存在,证明:MP=MQ.

【解答】(1)解:由于P3,P4两点关于y轴对称,所以椭圆C必经过P3,P4两点,

又+>+,所以椭圆C不经过点P1,所以点P2在椭圆C上,

所以,解得,

所以椭圆C的方程为.

(2)证明:因为点M在y轴上,且M为AB的中点,

所以直线AB平行于x轴,

设C(x1,y1),D(x2,y2),E(x3,y3),F(x4,y4),

设直线CD的方程为y=k1x+,代入椭圆C的方程中,得(+)x2+k1x﹣=0,

所以x1+x2=,x1x2=,

同理,设直线EF的方程为y=k2x+,则x3+x4=,x3x4=,

因为C、P、F三点共线,

所以==,解得xP=,

同理,由E、Q、D三点共线,可得xQ=,

所以xP+xQ=+

=0.

即xP=﹣xQ,

所以|xP|=|xQ|,即MP=MQ

【点评】本题主要考查直线与椭圆的位置关系中的定值问题,考查学生的数形结合思想、逻辑推理能力和运算能力,属于难题.下载本文

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