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湖北省武漢市新洲區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期
4月期中質(zhì)量檢測(cè)數(shù)學(xué)試題
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40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.下列求導(dǎo)運(yùn)算錯(cuò)誤的是()
B.(%?cosx)=-sinx
、(x2\2x-x2
..----------D.(sin(2x-l))=2cos(2x-l)
ee,
【答案】B
【解析】對(duì)于=1一],A選項(xiàng)正確;
<X)X
對(duì)于B:(%?cos%)=cos九一九sin%,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;
‘J?)2xex-x2ex2x-x2
對(duì)于C:--~―72=x-,C選項(xiàng)正確;
(e)(el)e
對(duì)于D:(sin(2x-1))'=2cos(2x-l),D選項(xiàng)正確.
故選:B.
2.(2x—3)(x—I?展開(kāi)式中/的系數(shù)為()
A.-90B.-30C.30D.90
【答案】D
【解析】因?yàn)?2x—3)(x—l『=2x(x—I)'—3(%-1「,
;
其中(x—球展開(kāi)式的通項(xiàng)為T(mén)r+1=Cy(-1),re{0,1,2,3,4,5,6},
所以(2x—3)(x—I),展開(kāi)式中含%3的項(xiàng)為2M2%2(-爐—3C江3(―爐=90x3,
所以(2x—3)(x—1)6展開(kāi)式中/的系數(shù)為90.
故選:D.
3.若圓C的圓心為(1,2),且被x軸截得弦長(zhǎng)為4,則圓C的方程為()
A.x2+y2-2x-4y-3=0B.x2+y2-2x-4y+l=0
C.犬之+y?—2%+4>-3=oD.x2+y2-2x+4y+1=0
【答案】A
【解析】如圖,過(guò)點(diǎn)。作CDLAB于。,依題意,8。=;48=2,因。(1,2),故00=2,
從而,圓的半徑為:BC=A/22+22=272,
故所求圓的方程為:(x—I)?+(y—2)2=8,即2x—4y—3=0.
故選:A.
4.某學(xué)校需要從3名男生和2名女生中選出4人,到甲、乙、丙三個(gè)社區(qū)參加活動(dòng),其中
甲社區(qū)需要選派2人,且至少有1名是女生;乙社區(qū)和丙社區(qū)各需要選派1人.則不同的選
派方法的種數(shù)是()
A.18B.21C.36D.42
【答案】D
【解析】根據(jù)題意,甲地需要選派2人且至少有1名女生,
若甲地派2名女生,有C;=l種情況;
若甲地分配1名女生,有C;C;=6種情況,
則甲地的分派方法有1+6=7種方法;
甲地安排好后,在剩余3人中,任選2人,安排在乙、丙兩地,有A;=6種安排方法,
由分步計(jì)數(shù)原理,可得不同的選派方法共有7x6=42種.
故選:D.
5.記等差數(shù)列{%}的前〃項(xiàng)和為5.,若%+%=為+4,則兀=()
A.42B.52C.56D.60
【答案】B
【解析】由%+。12=“9+4,得/+牝—%=。9+。7—。9=%=4,
貝IJ$3=13(。;陽(yáng))=13%=52.
故選:B.
6.過(guò)拋物線(xiàn)C:/=2px(p>0)的焦點(diǎn)F作直線(xiàn)/,與C交于A,3兩點(diǎn)(點(diǎn)A在x軸上方),
與y軸正半軸交于點(diǎn)N,點(diǎn)。是。上不同于A,3的點(diǎn),且QA=g(QN+Qfj,忸N|=6,
則〃=(
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【解析】因?yàn)镼A=g(QN+Qfj,所以人為2\^F的中點(diǎn).
所以M。,、歷p卜
設(shè)BIF-。],為<0,由幽="-,即/=儼,可得%=—00,
12P)xByN-yBXL,2p-%
2P
即B(p,-后p),
所以忸M=J。2+(20p)2=3p=6,解得p=2.
故選:B
7.棱長(zhǎng)為1的正方體ABC?!?51GA中,£尸分別為線(xiàn)段42,BG上的動(dòng)點(diǎn),則下
列結(jié)論錯(cuò)誤的是()
A.存在直線(xiàn)
B.存在平面EFCi〃平面ACQ
C.直線(xiàn)AF與平面3耳2。所成角正弦值為定值
D.三棱錐歹-AB],的體積為定值,
6
【答案】C
【解析】以。為原點(diǎn),以DADCD2所在直線(xiàn)為蒼%z軸,建立如圖空間直角坐標(biāo)系,
IOA(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D(0,0,0),4(1,0,1),(1,1,1),Q(0,1,1),
2(0,0,1),
DB)=(1,1,1),^^=(1,1,0),BQ=(-1,0,1),AB1=(0,1,1),=(-1,0,1),
設(shè)D[E=kDiBi=(左左,0),左BF=ABC,=(-2,0,2),2e[0,l],
則磯左,匕1),/(I—41,4),EF={l-A-k,l-k,A-i),
對(duì)于A,若EF_LDB],則竹=1—2—左+1—左+2—1=1—2左=0,解得左=g,
即當(dāng)點(diǎn)E為線(xiàn)段耳2中點(diǎn)時(shí),點(diǎn)尸在線(xiàn)段BG任意位置,都有所上。片,故A正確;
對(duì)于B,當(dāng)點(diǎn)及b分別為線(xiàn)段8Q,BG上的中點(diǎn)時(shí),有C[EIIAC,C[FIIAD\,
因?yàn)镚E<Z平面AC〃,ACu平面AC。,
所以JEU平面ACDX,同理可得C[FU平面ACDX,
又qEnC、F=G,C'E,C/u平面EFCX,
所以平面〃平面AC。1,故B正確;
對(duì)于C,由F(l-2,l,2),A(l,0,0)#AF=(-2,l,2),
設(shè)平面BBRD的一個(gè)法向量為n=(-1,1,0),設(shè)直線(xiàn)AF與平面3耳所成角為0,
2+1
則sin6=cos(AF,n,不為定值,故C錯(cuò)誤;
V222+l-V2
對(duì)于D,因?yàn)锳BCD-4用。1,為正方體,
所以ABIICR,AB=G。],則四邊形ABQD,為平行四邊形,
所以BCJIAD,,又A。1u平面ABXDX,BCX<Z平面AB.D,,
所以3C]〃平面A42,又be線(xiàn)段BG,所以點(diǎn)尸到平面的距離八為定值,
設(shè)平面AB】A的法向量々=(九,%z),
AB,-n,=0y+z=0...
由<得,_,取z=-L,則4=(一1,1,-1),
—x+z=0
ADX-=0
由尸(1—41,2),4(1,1,1)得4/=(一40,彳—1),
B、F1_73
所以/z=
\n'\6F,
*2力
又11AA。的面積s
A^D,42
所以吸-m='陽(yáng)/Jx¥x*4為定值,故D正確;
8.已知”=《力=0.8,。=1+1110.8,則”,仇c的大小關(guān)系正確的是()
e
A.c>b>aB.a>b>c
C.b>a>cD.b>c>a
【答案】B
【解析】令/(x)=l+lnx_%,/,(x)=——1=—
XX
當(dāng)xe(O,l)時(shí),r(x)>0,/(%)單調(diào)遞增;
所以/(O.8)</(l)=O即1+山0.8<0.8,所以c<0.
令g(X)=e*T_%,g,(無(wú))=ei—1
當(dāng)xe(O,l)時(shí),gr(x)<0,g(x)單調(diào)遞減,所以g(O.8)>g(l)=O即e42>0.8
所以a>6,故a>/?>c.
故選:B.
二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合
題目要求.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
9.已知2x+}]的展開(kāi)式共有13項(xiàng),則下列說(shuō)法中正確的有()
A.所有奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)和為B.二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)為第7項(xiàng)
C.所有項(xiàng)的系數(shù)和為3球D.有理項(xiàng)共5項(xiàng)
【答案】BD
【解析】A選項(xiàng),的展開(kāi)式共有13項(xiàng),故〃=12,
所有奇數(shù)項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)和為2口+2=2U,A錯(cuò)誤;
B選項(xiàng),二項(xiàng)式系數(shù)最大的項(xiàng)為中間項(xiàng),即第7項(xiàng),B正確;
C選項(xiàng),令x=l得(2+1廣=3設(shè),
故所有項(xiàng)的系數(shù)和為3",C錯(cuò)誤;
2
(1V(_iV12_4
D選項(xiàng),[2X+/J展開(kāi)式通項(xiàng)公式為&1=g(2%廣—'13j=c;2212fx3二
0<r<12,reN,
4
當(dāng)r=0,3,6,9,12時(shí),12——「為整數(shù),故有理項(xiàng)共5項(xiàng),D正確.
3
故選:BD
10.已知數(shù)列{an}的前〃項(xiàng)和為5“,且滿(mǎn)足:
3al+5。2+7。3+…+(2〃+l)a“=〃-3"+i(〃eN*),則下列結(jié)論正確的是()
A.數(shù)列{廝}為等差數(shù)列
B.S=3
n2
C.數(shù)列(-1)04的前100項(xiàng)和為工不
oil
D.數(shù)歹100|;的前10項(xiàng)和為彳一441
【答案】BC
[解析]由3%+5a2+7%4—■+(2〃+1)?!?n,3,,+1可得,3%=32,即%=3,
當(dāng)〃N2時(shí),3。]+5。-,+7%---H(2n—=("—1)?3”,
兩式相減得,(2〃+1)%=〃-3"T—(〃—1)-3"=(2"+1>3”,化簡(jiǎn)得,a“=3",
顯然,當(dāng)〃=1時(shí)符合題意,故%=3".
對(duì)于A,由a.—?!?3向一3〃=2x3"不是常數(shù),故A錯(cuò)誤;
a5
對(duì)于B,由上分析,可知3==3,即是等比數(shù)歹U,
4,
”=22=0,故B正確;
〃1-32
對(duì)于C,數(shù)列(一1)〃?!ǖ那?00項(xiàng)和為一。1+。2-〃3+〃4++。100
=-(%+/++%9)+(〃2+“4++40())
=_3(^+9^=_33^;故,正確;
1-91-94V>4
對(duì)于D,由4=3"W100可得三4,故數(shù)列{寓一100|}的前10項(xiàng)和為:
(100—4+100—%++100—%)+(q—100)+(R—100)++(10—100)
——(q+a?++%)+(生+%++〃1。)—200
=S1O-2S4-2OO=————~~——2x—―3)-200=工義3"-歿,故D錯(cuò)誤.故選:BC
1041-31-322
2?OV—7
11.已知函數(shù)/(%r)=^——--,則下列結(jié)論正確的是()
ev
A.函數(shù)/(x)有極小值
B.函數(shù)/(%)在x=l處切線(xiàn)的斜率為4
(26、
C.當(dāng)左e-2e-,—時(shí),/(%)=左恰有三個(gè)實(shí)根
Ie7
D.若xe[0刁時(shí),/(x)max=4-貝心的最小值為2
e
【答案】AD
4一尤2
【解析】由題意可得:/(%)=土/一,令尸(x)>0,解得—2<x<2;令/'(x)<0,解
ex
得無(wú)<—2或%>2;則/⑴在(—8,—2),(2,+s)上單調(diào)遞減,在(—2,2)上單調(diào)遞增,
可知/(%)極大值為了⑵=與,極小值為/(-2)=-2e?,
e
且當(dāng)尤趨近于-8,/(幻趨近于+8,當(dāng)尤趨近于+8,/(幻趨近于0,
可得/(%)的圖象如下:
對(duì)于選項(xiàng)A:可知/(x)的極小值為/(-2)=-2e?,故A正確;
33
對(duì)于選項(xiàng)B:因?yàn)?,所以函數(shù)/(%)在處切線(xiàn)的斜率為一,故B錯(cuò)誤;
ee
對(duì)于選項(xiàng)C:對(duì)于方程/(x)=左根個(gè)數(shù),等價(jià)于函數(shù)"X)與丁=左的交點(diǎn)個(gè)數(shù),
由圖象可知:左£[(),《)時(shí),/(勸=左恰有三個(gè)實(shí)根,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)D:若X£[0,。]時(shí),/(X)max=烏,貝"22,
e
所以/最小值為2,故D正確;
故選:AD.
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12.2023年杭州亞運(yùn)會(huì)吉祥物組合為“江南憶”,出自白居易的“江南憶,最憶是杭州”,名為
“琮琮”、“蓮蓮”、“宸宸”的三個(gè)吉祥物,是一組承載深厚文化底蘊(yùn)的機(jī)器人.為了宣傳杭
州亞運(yùn)會(huì),某校決定派5名志愿者將這三個(gè)吉祥物安裝在學(xué)??萍紡V場(chǎng),每名志愿者只安
裝一個(gè)吉祥物,且每個(gè)吉祥物至少有一名志愿者安裝,若志愿者甲只能安裝吉祥物“宸
宸”,則不同的安裝方案種數(shù)為
【答案】50
【解析】按照2,2,1分3組安裝,
①若志愿者甲單獨(dú)安裝吉祥物“宸宸”,則共有C:=6種,
②若志愿者甲和另一個(gè)人合作安裝吉祥物“宸宸”,則共有C;C;A;=24種,
按照3,1,1分3組安裝,
①若志愿者甲單獨(dú)安裝吉祥物“宸宸”,則共有C:xA;=8種,
②若志愿者甲和另兩個(gè)人合作安裝吉祥物“宸宸”,則共有C^A方=12種,
故共有6+24+8+12=50種.
故答案為:50.
13.記數(shù)列{4}的前〃項(xiàng)和為S“,已知q=3,S〃+i=3S"+2〃+3,則二-=
【答案】9
【解析】由S〃+i=3S“+2”+3,可知當(dāng)〃之2時(shí),S〃=3S,i+2”+l,
所以—邑=3(—邑_1)+2,即4M=3。“+2,
從而a.+i+1=3(a“+1),當(dāng)〃=1時(shí),S2—3S1+5,
所以%+。2=3。1+5,又6=3,所以%=11,從而4+1=3(4+1).
故{4+1}是以%+1=4為首項(xiàng),3為公比的等比數(shù)列,
所以4+1=43T,
%+%+2。3+1+%+14x32+4x3^
q+a,+2q+1+a。+14x3+4x3
故答案為:9.
14.已知直線(xiàn)丁=丘+)是曲線(xiàn)/(x)=e*T與g(x)=eX+2023—2024的公切線(xiàn),則>=
【答案】1
【解析】設(shè)直線(xiàn)y^kx+b與f(x)的圖象相切于點(diǎn)片(王,%)
與g(x)的圖象相切于點(diǎn)鳥(niǎo)(%2,>2),
又/'⑴=e、T,g'(%)=er+2023,且%=e'T,%=/工必_2024.
曲線(xiàn)y=/(x)在點(diǎn)片(%,%)處的切線(xiàn)方程為y—exT=e*T(x—%),
曲線(xiàn)y=g("在點(diǎn)£(々,%)處的切線(xiàn)方程為y-eWM+2024=科+2。23(%72).
e』T=已*2+2023
故I,
e'H-平$7=廿+2°23一々6工2+2°23—2024
解得%—々=2024,
X—y?_€為7_6巧+2°23+2024
故左==1
玉_%22024
故答案:1
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
15.已知(3-〃優(yōu))"=q)+弓尤+。2%2--HQ]尤",其展開(kāi)式的二項(xiàng)式系數(shù)的最大值為
231m.
(1)求實(shí)數(shù)機(jī)的值;
(2)求下列式子的值(結(jié)果可以保留指數(shù)形式)
@a2+a4-\---\-aiQ;
②+2。2+3。3F1].
解:(1)因展開(kāi)式中共有12項(xiàng),所以最中間兩項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)最大,即C[和C1,
由C:=231加解得機(jī)=2;
(2)①由(1)可得(3—2%)"=4+a/+2%?+—F4]%”,
令X—\得%+6+%+〃3+,,,+4]=1①
令X——1得。0—+〃2_%+---%1=511②
①+②得:2(%+%2---卜%。)—511+1,
511J.1
艮口得lo+l2H——+%0=--,令1=0得4()=3”,
511+15"+175"—2x3”+l
故%+為---1-4()---------------3=--------------
22
②由(3—2%)"=%+ClyX++?—Fu”,
兩邊求導(dǎo)得11(3—2%)i°(—2)=q+24%+3。3%2H—,+1,
令x-\可得,q+2a2+3%+,?,+1la1]——22.
16.如圖,四棱錐尸—ABCD中,底面A5C。是正方形,?DLCD,且尸。=。。二2,平
面尸DC,平面A5CD,點(diǎn)石,尸分別是棱B4,PC的中點(diǎn),M是棱5c上的動(dòng)點(diǎn).
(2)線(xiàn)段3C上是否存在一點(diǎn)〃,使得平面拉與平面的f夾角的余弦值為諉?若
6
存在,求出點(diǎn)M的位置;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:(1)在四棱錐P—ABCD中,平面PDC1.平面ABC。,QDu平面PDC,
平面PDC平面ABCD=CD,PDLCD,PD_L平面ABC。,
又用lu平面ABC。,則?。_LH4,
又RILAD,ADIPD=D,AD,QDu平面PAD,則平面PAO,
而DEu平面E4£),于是84LQE,底面ABC。是正方形,PD=DC=DA,
E是棱的中點(diǎn),則QE_LB4,BAr>PA=A,BA,B4u平面B4B,
因此DE,平面MB,而OEu平面DEW,所以平面DEM,平面MB.
(2)以。為坐標(biāo)原點(diǎn),直線(xiàn)。ADCDP分別為蒼%z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,如圖,
則D(0,Q0),E(l,0,1),戶(hù)(0,1,1),設(shè)M(f,2,0),o<f<2,
則DE=(1,0,1),DF=(0,1,1),DM=(t,2,0),
設(shè)平面DEM的法向量為加=(。,瓦c),平面£)/加的法向量為〃=(羽%z),
DE?加=a+c=0
則<,令b=—t,得m=,
DM-m=at2b=0
DF?〃=y+z=0
<.,令y=t,得”=(2,f,),
DM-n=tx-^2y=0
....\m-n\/一21+4瓜口廠,。.
Icos<m,n)\=--—=,——_,——=,即/—6戶(hù)+13/—24,+16=0,
l^ll^lV8+?-V4+2?6
整理得0—1)?—4)(產(chǎn)一1+4)=0,則%=1,
所以線(xiàn)段5C上存在一點(diǎn)",使得平面DEM與平面夾角的余弦值為逅,且“
6
為線(xiàn)段5c中點(diǎn).
17.已知等差數(shù)列滿(mǎn)足4=5,?9=19,正項(xiàng)數(shù)列{g}滿(mǎn)足乙=e,b“+i=b;,ca=
a“-ln2(其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
(1)求數(shù)列{時(shí)}和{崛}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列{除|}的前w項(xiàng)和T”.
解:(1)設(shè)等差數(shù)列{%J的公差為%則4=亨?=2,
/.an=a2+(n-2)d=5+2〃-4=2〃+1,即〃〃=2〃+1
又由2=e,bn+l=b;,可得1昉.+i=21nbn,In^=1
數(shù)列{inR}是首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,
.?.岫=1X2"T=2"T,即白=2"
〃ne
(2),與=%-山2=2〃+1—2"i,設(shè)數(shù)列{或}的前〃項(xiàng)和為S”,貝!J
21
Sn=(。]+Q+。3+…+c〃)=(3+5+7H—,+2n+1)—(1+2+2+—F)
=?(3+2n+l)_l-21=^+2^+1_2?=2_2?
21-2
又=2“+3_2〃_(2“+1_2〃T)=2_2〃T,
當(dāng)〃=1時(shí),cn+1-c?>0,c2>q;
當(dāng)〃=2時(shí),c?+1-c?=0,。3=。2;
當(dāng)〃>2時(shí),c?+1-c?<0,cn+1<cn,數(shù)列{%}遞減,
當(dāng)1W"W4時(shí),c?>0,當(dāng)〃25時(shí),c?<0,
又因?yàn)閗J=LTn.=|2〃+1—2"]
二數(shù)列{院1}前"項(xiàng)和£=同+同+同+…+七|,
2
當(dāng)1W〃W4,〃eN*時(shí),Tn=c1+c2+---+cn=Sn=(n+l)-2"
當(dāng)"25,〃eN*時(shí),〈=同+同+同+…+同=6+°2+。3+。4一。5-。6----Cn
=ct+c2+c3+c4—(c5+c6H---FCH)=S4—(Sn—S4)=2s4-S“=2"—(/?+1)-+18
(〃+1)~-2",[1<n<4,ne
即數(shù)列{同}的前"項(xiàng)和I;=7、.
2"++18,(〃25,〃eN")
18.設(shè)函數(shù)=Y一(6+1)爐+bx.
⑴當(dāng)b=0時(shí),求/(%)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若已知>>1,且〃尤)的圖象與丁=一%相切,求b的值;
(3)在(2)的條件下,/(尤)的圖象與丁=一1+”有三個(gè)公共點(diǎn),求相的取值范圍(不
寫(xiě)過(guò)程).
解:(1)當(dāng)匕=0時(shí),/(x)=x3-x2,貝!)/'(X)=3%2一2%,
22
,,
當(dāng)x<0或時(shí),/(%)>0;當(dāng)0<x<§時(shí),/(%)<0,
所以/(X)的單調(diào)遞增區(qū)間為(―,0)和,+co],單調(diào)遞減區(qū)間為[o,1].
(2)由/(%)二%3一一12+打,得/'(x)=3x2-(2/?+2)jr+b,
設(shè)函數(shù)“X)與直線(xiàn)丁=一%相切的切點(diǎn)是(毛,y0),
因?yàn)閺V(0)=6>1,
所以不。。,
一優(yōu))=3君-(2萬(wàn)+2區(qū)+6=-1
所以有<%=一玉),
%=.一(。+1)%;+也
可得XQ—(b+1)%0+/?+1=0,
又3君—(2Z?+2)%0+Z?=—1,相減得2x:—(/?+1)/=0,
所以不="^'所以名已]-(Z?+l)"^]+b+l=0,
2k2Jk2J
解得6=3;
(3)6=3時(shí),f—x)—4%2+3x,
/(x)的圖象與〉=一%+加有三個(gè)公共點(diǎn),即方程根=丁—4犬+4%有三個(gè)實(shí)數(shù)根,
設(shè)函數(shù)/z(x)=d一4%2+4%,貝|//(%)=3f—8x+4,
27
時(shí),或%>2;//(x)<0時(shí),-<x<2,
人⑴在1—g]和(2,+8)上單調(diào)遞增,在21上單調(diào)遞減,
9(2、32
%=§時(shí)/z(%)取極大值Jl=—,x=2時(shí)h(x)取極小值/i(2)=0,
所以加的取值范圍為[o,II].
22
19.已知耳,尸2分別是橢圓。:=+3=10〉6〉0)的左、右焦點(diǎn),4,4分別為上、
ab
下頂點(diǎn),44=2應(yīng),且以44為直徑的圓過(guò)片,F(xiàn)2.
(1)求橢圓c的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)M,N是C上位于X軸上方的兩點(diǎn),MF\〃NF?,仍與N片的交點(diǎn)為P.
①求四邊形叫月N的面積S的最大值;
②試問(wèn)|咫|+盧6|是否為定值?若是,求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.
22
解:⑴橢圓。:=+\=1(?!?〉0)的左、右焦點(diǎn)分別為耳(—C,。),K(c,o),
ab
上、下頂點(diǎn)分別為A(°力),4(0,—
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