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專(zhuān)題07平面向量與復(fù)數(shù)目錄TOC\o"1-2"\h\u明晰學(xué)考要求 1基礎(chǔ)知識(shí)梳理 2考點(diǎn)精講講練 6考點(diǎn)一:平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算 6考點(diǎn)二:平面向量的數(shù)量積運(yùn)算 8考點(diǎn)三:平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算 11考點(diǎn)四:復(fù)數(shù)的概念與幾何意義 14考點(diǎn)五:復(fù)數(shù)的運(yùn)算 16實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練 18明晰學(xué)考要求1、了解平面向量的概念;2、掌握平面向量的加減、數(shù)乘運(yùn)算法則,并了解其幾何意義;3、了解數(shù)量積的定義,會(huì)利用運(yùn)算律和法則進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)量積計(jì)算;4、了解平面向量基本定理;5、理解復(fù)數(shù)的概念及復(fù)數(shù)相等的充要條件,了解其幾何意義;6、掌握復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算和運(yùn)算律.基礎(chǔ)知識(shí)梳理1、平面向量的有關(guān)概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量.向量不能比較大小.(2)向量可以用有向線(xiàn)段eq\o(AB,\s\up6(→))來(lái)表示.向量eq\o(AB,\s\up6(→))的大小稱(chēng)為向量eq\o(AB,\s\up6(→))的長(zhǎng)度(或稱(chēng)模),記作|eq\o(AB,\s\up6(→))|.向量也可以用字母a,b,c,…表示,或用表示向量的有向線(xiàn)段的起點(diǎn)和終點(diǎn)字母表示,例如:eq\o(AB,\s\up6(→)),eq\o(CD,\s\up6(→)).(3)常用概念辨析向量名稱(chēng)定義零向量長(zhǎng)度為0的向量,記作0單位向量長(zhǎng)度等于1個(gè)單位長(zhǎng)度的向量平行向量(共線(xiàn)向量)方向相同或相反的非零向量,向量a,b平行,記作a∥b,規(guī)定:零向量與任意向量平行相等向量長(zhǎng)度相等且方向相同的向量;向量a,b相等,記作a=b相反向量與向量a長(zhǎng)度相等,方向相反的向量,記作-a.①單位向量有無(wú)數(shù)個(gè),它們大小相等,但方向不一定相同.②若a,b互為相反向量,則a=-b,b=-a,a+b=0.③零向量的相反向量仍是零向量.2、平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算(1)加法的三角形法則:如圖,已知非零向量a,b,在平面內(nèi)任取一點(diǎn)A,作eq\o(AB,\s\up6(→))=a,eq\o(BC,\s\up6(→))=b,則向量eq\o(AC,\s\up6(→))叫做a與b的和,記作a+b,即a+b=eq\o(AB,\s\up6(→))+eq\o(BC,\s\up6(→))=eq\o(AC,\s\up6(→)).(2)加法的平行四邊形法則:如圖,以同一點(diǎn)O為起點(diǎn)的兩個(gè)已知向量a,b,以O(shè)A,OB為鄰邊作?OACB,則以O(shè)為起點(diǎn)的向量eq\o(OC,\s\up6(→))(OC是?OACB的對(duì)角線(xiàn))就是向量a與b的和.(3)向量的減法:已知非零向量a,b,在平面內(nèi)任取一點(diǎn)O,作eq\o(OA,\s\up6(→))=a,eq\o(OB,\s\up6(→))=b,則eq\o(BA,\s\up6(→))=a-b,如圖所示.即a-b可以表示為從向量b的終點(diǎn)指向向量a的終點(diǎn)的向量.(4)向量的數(shù)乘:①定義:實(shí)數(shù)λ與向量a的積是一個(gè)向量,記作λa,它的長(zhǎng)度與方向規(guī)定如下:|λa|=|λ||a|.若,當(dāng)λ>0時(shí),λa的方向與a的方向相同;當(dāng)λ<0時(shí),λa的方向與a的方向相反;當(dāng)λ=0時(shí),λa=0.當(dāng)時(shí),.②數(shù)乘運(yùn)算的運(yùn)算律設(shè)λ,μ為實(shí)數(shù),則有:λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb.特別地,有(-λ)a=-(λa)=λ(-a),λ(a-b)=λa-λb,λ(μ1a±μ2b)=λμ1a±λμ2b.③若λa=0,則λ=0或a=0;當(dāng)a≠0時(shí),向量eq\f(a,|a|)是與向量a同向的單位向量.3、向量的數(shù)量積(1)平面向量的夾角①定義:已知兩個(gè)非零向量a,b,O是平面上的任意一點(diǎn),作向量eq\o(OA,\s\up6(→))=a,eq\o(OB,\s\up6(→))=b,則∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫做向量a與b的夾角.②特例:當(dāng)θ=0時(shí),a與b同向;當(dāng)θ=π時(shí),a與b反向.如果a與b的夾角是eq\f(π,2),我們說(shuō)a與b垂直,記作a⊥b.(2)平面向量數(shù)量積①定義:已知兩個(gè)非零向量a與b,它們的夾角為θ,把數(shù)量|a||b|cosθ叫做a與b的數(shù)量積(或內(nèi)積),記作a·b,即a·b=|a||b|cosθ.規(guī)定:零向量與任一向量的數(shù)量積為0.②向量數(shù)量積的性質(zhì)設(shè)a,b是非零向量,它們的夾角是θ,e是與b方向相同的單位向量,則a·e=e·a=|a|cos__θ.a⊥b?a·b=0.當(dāng)a與b同向時(shí),a·b=|a||b|;當(dāng)a與b反向時(shí),a·b=-|a||b|,特別地,a·a=|a|2或|a|=eq\r(a·a).|a·b|≤|a|·|b|(當(dāng)且僅當(dāng)向量a,b共線(xiàn)時(shí),等號(hào)成立).cosθ=eq\f(a·b,|a||b|).(3)投影的概念設(shè)與b方向相同的單位向量為e,a與b的夾角為θ,則a在b上的投影向量eq\o(OM1,\s\up6(→))=|a|cos__θ__e.(4)向量數(shù)量積的運(yùn)算律a·b=b·a(交換律),(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(結(jié)合律),(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).①a·b=b·c推不出a=c;②(a·b)c≠a(b·c),它們表示不同的向量.4、共線(xiàn)向量定理與共面向量基本定理(1)向量a(a≠0)與b共線(xiàn)的充要條件是:存在唯一一個(gè)實(shí)數(shù)λ,使b=λa.(2)平面向量基本定理?xiàng)l件e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線(xiàn)向量結(jié)論對(duì)于這一平面內(nèi)的任一向量a,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2基底若e1,e2不共線(xiàn),我們把{e1,e2}叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一個(gè)基底5、向量的坐標(biāo)表示(1)向量的坐標(biāo):在平面直角坐標(biāo)系中,以原點(diǎn)O為起點(diǎn)作eq\o(OA,\s\up6(→))=a,設(shè)eq\o(OA,\s\up6(→))=xi+yj,則向量eq\o(OA,\s\up6(→))的坐標(biāo)(x,y)就是終點(diǎn)A的坐標(biāo);反過(guò)來(lái),終點(diǎn)A的坐標(biāo)(x,y)也就是向量a的坐標(biāo).(2)加減運(yùn)算的坐標(biāo)表示:若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a±b=(x1±x2,y1±y2).(3)數(shù)乘運(yùn)算的坐標(biāo)表示:a=(x,y),λ∈R,則λa=(λx,λy).(4)數(shù)量積的坐標(biāo)表示:兩個(gè)非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a·b=x1x2+y1y2.(5)向量共線(xiàn)、垂直的坐標(biāo)表示:設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,a,b共線(xiàn)的充要條件是的充要條件是x1y2-x2y1=0.設(shè)非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a⊥b?x1x2+y1y2=0.(6)夾角、模的坐標(biāo)表示:若a=(x,y),則|a|2=x2+y2,|a|=eq\r(x2+y2);兩點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2)間的距離公式|eq\o(AB,\s\up6(→))|=eq\r((x2-x1)2+(y2-y1)2);兩向量夾角的余弦公式:a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ是a與b的夾角,則cosθ=eq\f(a·b,|a||b|)=eq\f(x1x2+y1y2,\r(xeq\o\al(2,1)+yeq\o\al(2,1))\r(xeq\o\al(2,2)+yeq\o\al(2,2))).6、復(fù)數(shù)的概念(1)復(fù)數(shù)的代數(shù)形式為z=a+bi(a,b∈R),其中a與b分別叫做復(fù)數(shù)z的實(shí)部與虛部.①i2=-1,②a,b∈R.(2)復(fù)數(shù)的分類(lèi):設(shè)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R).①z為實(shí)數(shù)?b=0,②z為虛數(shù)?b≠0,③z為純虛數(shù)?a=0且b≠0.(3)復(fù)平面中的x軸叫做實(shí)軸,y軸叫做虛軸.實(shí)軸上的點(diǎn)都表示實(shí)數(shù);除了原點(diǎn)外,虛軸上的點(diǎn)都表示純虛數(shù).(4)復(fù)數(shù)集C和復(fù)平面內(nèi)所有的點(diǎn)組成的集合是一一對(duì)應(yīng)的,即復(fù)數(shù)z=a+bi復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)Z(a,b),這是復(fù)數(shù)的一種幾何意義.(5)復(fù)數(shù)的模:復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的模|z|=|a+bi|=eq\r(a2+b2)(a,b∈R).(6)共軛復(fù)數(shù):復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的共軛復(fù)數(shù)eq\o(z,\s\up6(-))=a-bi.7、復(fù)數(shù)的運(yùn)算(1)加減運(yùn)算①設(shè)z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意兩個(gè)復(fù)數(shù),那么(a+bi)±(c+di)=(a+c)±(b+d)i;②運(yùn)算律:對(duì)任意z1,z2,z3∈C,有z1+z2=z2+z1,(z1+z2)+z3=z1+(z2+z3).(2)乘除運(yùn)算:設(shè)z1=a+bi,z2=c+di(a,b,c,d∈R)是任意兩個(gè)復(fù)數(shù),則z1·z2=(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i,(a+bi)÷(c+di)=eq\f(a+bi,c+di)=eq\f(ac+bd,c2+d2)+eq\f(bc-ad,c2+d2)i.考點(diǎn)精講講練考點(diǎn)一:平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算【典型例題】例題1.(2023高三·江蘇·學(xué)業(yè)考試)已知是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,分別是邊的中點(diǎn),則(
)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)向量的運(yùn)算法則得到ABC錯(cuò)誤,,D正確,得到答案.【詳解】對(duì)選項(xiàng)A:,錯(cuò)誤;對(duì)選項(xiàng)B:,錯(cuò)誤;對(duì)選項(xiàng)C:,錯(cuò)誤;對(duì)選項(xiàng)D:,正確.故選:D例題2.(2023高三上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試)在中,已知為的中點(diǎn),為的中點(diǎn),則為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算求得正確答案.【詳解】.故選:B例題3.在中,為的中點(diǎn),為的中點(diǎn),則(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)向量的加法、減法和數(shù)乘運(yùn)算表示所求向量即可.【詳解】因?yàn)闉橹悬c(diǎn),為中點(diǎn),所以.故選:B.【即時(shí)演練】1.如圖,平行四邊形中,是邊上的一點(diǎn),則(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)向量線(xiàn)性運(yùn)算化簡(jiǎn)求解即可.【詳解】,故A錯(cuò)誤;,故B正確;,故C錯(cuò)誤;,故D錯(cuò)誤.故選:B2.如圖,四邊形是菱形,下列結(jié)論正確的是(
)
A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)向量相等的概念及向量的加法法則判斷選項(xiàng)即可.【詳解】因?yàn)樗倪呅问橇庑?,所以根?jù)向量加法的平行四邊形法則知,,,故C對(duì)D錯(cuò);因?yàn)橄蛄糠较虿煌?,所以,,故AB錯(cuò)誤.故選:C3.如圖,在矩形中,()
A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)給定條件,利用向量的加法法則計(jì)算即得.【詳解】在矩形中,.故選:B.考點(diǎn)二:平面向量的數(shù)量積運(yùn)算【典型例題】例題1.(2024江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)已知,且,則等于(
)A.5 B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)向量垂直得出其數(shù)量積為0,即可根據(jù)向量的模長(zhǎng)求法得出答案.【詳解】,,,故選:A.例題2.(2023高三上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試)在平行四邊形中,是線(xiàn)段的中點(diǎn),則(
)A.1 B.4 C.6 D.7【答案】A【分析】根據(jù)平面向量數(shù)量積運(yùn)算求得正確答案.【詳解】.故選:A例題3.(2022高三上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試)如圖,在邊長(zhǎng)為3的正中,D,E分別在AC,AB上,且,則(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】結(jié)合平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算得到,進(jìn)而根據(jù)平面向量的數(shù)量積的定義即可求出結(jié)果.【詳解】因?yàn)?,所以又因?yàn)檎呴L(zhǎng)為3,所以,,故故選:C.【即時(shí)演練】1.如圖,是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,則(
)A.4 B. C.2 D.【答案】C【分析】根據(jù)向量數(shù)量積的定義進(jìn)行運(yùn)算即可.【詳解】因?yàn)槭沁呴L(zhǎng)為2的等邊三角形,所以,所以.故選:C2.已知向量滿(mǎn)足,,則()A. B.6 C. D.5【答案】C【分析】利用平面向量數(shù)量積的運(yùn)算律計(jì)算即得.【詳解】向量滿(mǎn)足,,所以.故選:C3.在邊長(zhǎng)為3的菱形ABCD中,,,則=(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)平面向量數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)、定義,結(jié)合平面向量基本定理進(jìn)行求解即可.【詳解】因?yàn)椋?,菱形ABDC邊長(zhǎng)為3,,所以,故選:C.考點(diǎn)三:平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算【典型例題】例題1.(2024高二·江蘇·學(xué)業(yè)考試)已知兩點(diǎn),與平行,且方向相反的向量可能是(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】求出向量的坐標(biāo),利用平面向量共線(xiàn)的基本定理可得出結(jié)論.【詳解】由,得,對(duì)于A:,故A項(xiàng)正確;對(duì)于B:設(shè),即,無(wú)解,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于C:設(shè),即,無(wú)解,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于D:設(shè),即,無(wú)解,故D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選:A.例題2.(2024江蘇省揚(yáng)州市學(xué)業(yè)水平考試模擬)已知,,若,則(
)A.1 B. C. D.【答案】C【分析】利用平面向量平行的坐標(biāo)表示即可得解.【詳解】因?yàn)?,,,所以,解?故選:C.例題3.(2023高三·江蘇·學(xué)業(yè)考試)已知向量,則實(shí)數(shù)(
)A. B.0 C.1 D.或1【答案】D【分析】求出的坐標(biāo)表示,根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)表示,可列方程,即可求得答案.【詳解】由已知向量,可得,由可得,即,解得,故選:D例題4.(江蘇省徐州市2024屆高三上學(xué)期合格考試學(xué)情調(diào)研)已知向量.若,則實(shí)數(shù)(
)A. B.2 C. D.【答案】A【分析】先求出,再利用平行關(guān)系即可求出.【詳解】由題,因?yàn)?,所?故選:A.【即時(shí)演練】1.(2022高三上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試)已知,若,則實(shí)數(shù)x=(
)A.8 B.-2 C.2 D.-8【答案】D【分析】根據(jù)平面向量垂直的充要條件即可求解.【詳解】因?yàn)?,且,所以,解得:,故選:.2.若向量,則的坐標(biāo)是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)平面向量線(xiàn)性運(yùn)算得坐標(biāo)公式計(jì)算即可.【詳解】因?yàn)?,所?故選:D.3.已知,若,則的值為(
)A.-2 B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)表示,列式求解,即得答案.【詳解】由題意知,,故,所以,故選:D考點(diǎn)四:復(fù)數(shù)的概念與幾何意義【典型例題】例題1.(2023高三上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試)復(fù)數(shù)在復(fù)平面上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于(
)A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【答案】D【分析】根據(jù)題意,結(jié)合復(fù)數(shù)的幾何意義,即可求解.【詳解】根據(jù)復(fù)數(shù)的幾何意義,可得復(fù)數(shù)在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于第四象限.故選:D.例題2.(2023高三·江蘇·學(xué)業(yè)考試)已知,則(
)A.3 B.4 C. D.10【答案】C【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的模的計(jì)算公式,即可求得答案.【詳解】因?yàn)?,所?故選:C.例題3.(2024高二上·江蘇揚(yáng)州·學(xué)業(yè)考試)已知復(fù)數(shù)(是虛數(shù)單位),則為(
)A. B.1 C.2 D.3【答案】A【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)模長(zhǎng)公式求出答案.【詳解】.故選:A例題4.(江蘇省南京市金陵中學(xué)2022屆高三學(xué)業(yè)水平選擇性模擬考前最后一卷)已知復(fù)數(shù)滿(mǎn)足,復(fù)數(shù)(為虛數(shù)單位),則的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】利用復(fù)數(shù)模的三角不等式可求得的最大值.【詳解】由已知,由復(fù)數(shù)模的三角不等式可得.故選:D.【即時(shí)演練】1.復(fù)數(shù)(為虛數(shù)單位)的模為(
)A.3 B.5 C.4 D.7【答案】B【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的模的計(jì)算公式計(jì)算即可.【詳解】.故選:B.2.已知復(fù)數(shù),則的虛部為(
)A.1 B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)虛部的定義進(jìn)行求解即可.【詳解】因?yàn)閺?fù)數(shù),所以的虛部為.故選:D.3.在復(fù)平面內(nèi),對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于(
)A.第一象限 B.第二象限C.第三象限 D.第四象限【答案】B【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,以及復(fù)數(shù)的幾何意義,即可求解.【詳解】,對(duì)應(yīng)的點(diǎn),位于第二象限.故選:B考點(diǎn)五:復(fù)數(shù)的運(yùn)算【典型例題】例題1.(2023江蘇省徐州市高三上學(xué)期學(xué)業(yè)合格模擬考試)復(fù)數(shù)()A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算,即可化簡(jiǎn),求得答案.【詳解】由復(fù)數(shù)四則運(yùn)算規(guī)律知,故選D.【點(diǎn)睛】本題主要考查了復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算,其中解答中熟記復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算的法則,準(zhǔn)確運(yùn)算是解答的關(guān)鍵,著重考查了推理與計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.例題2.(2024高三上·江蘇南京·學(xué)業(yè)考試)在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)z對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Z在第二象限,則復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所在象限為(
)A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【答案】A【分析】設(shè)出復(fù)數(shù)的代數(shù)形式,利用復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算求出即可判斷得解.【詳解】由在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)z對(duì)應(yīng)的點(diǎn)Z在第二象限,設(shè),則,顯然,所以點(diǎn)在第一象限,A正確.故選:A.例題3.已知復(fù)數(shù)(為虛數(shù)單位),則(
)A.1 B.2 C. D.【答案】A【分析】利用求出模長(zhǎng).【詳解】.故選:A.【即時(shí)演練】1.已知復(fù)數(shù),則的虛部是(
)A. B. C.2 D.【答案】C【分析】利用復(fù)數(shù)的除法求出復(fù)數(shù),可得復(fù)數(shù)的虛部.【詳解】復(fù)數(shù),則的虛部是2.故選:C.2.i為虛數(shù)單位,若,則(
)A. B. C.2 D.【答案】A【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算及復(fù)數(shù)的模求解.【詳解】因?yàn)?,所以,即,所以,故選:A3.復(fù)數(shù)滿(mǎn)足,則(
)A. B. C. D.i【答案】D【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)除法運(yùn)算求得正確答案.【詳解】由于,所以.故選:D實(shí)戰(zhàn)能考點(diǎn)精講講練力訓(xùn)練1.如圖,O是正六邊形的中心,下列向量中,與是平行向量的為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)平行向量的定義判斷即可.【詳解】方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,也叫共線(xiàn)向量.由圖可知,與方向相反,因此是平行向量.故選:C.2.已知為虛數(shù)單位,設(shè)復(fù)數(shù),則(
)A.1 B.4 C. D.【答案】B【分析】應(yīng)用復(fù)數(shù)的加法計(jì)算即可.【詳解】因?yàn)?,所?故選:B.3.已知向量,則(
)A.2 B. C.10 D.【答案】A【分析】根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示計(jì)算即可求解.【詳解】由題意知,.故選:A.4.若,,(
)A.10 B. C. D.【答案】B【分析】先求得,進(jìn)而可得模長(zhǎng).【詳解】因?yàn)?,,則,所以.故選:B.5.已知平面向量.若,則實(shí)數(shù)的值是(
)A.4 B.1 C
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