内容正文:
5.2.2 同角三角函数的基本关系
题型1 由单位圆求三角函数值
1.已知角的终边与单位圆的交点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用角的终边与单位圆相交来定义任意角的三角函数值.
【详解】因为角的终边与单位圆的交点,
令,
所以,
所以,
故选:A.
2.设,角的终边与圆的交点为,那么( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据点在单位圆上求出,再由三角函数的定义求解即可.
【详解】画图,角的终边与圆的交点为,
设,则,,代入得,
解得,
∵,
∴,
∴,
又∵在单位圆中,,,
∴,,
∴,
故选:D
3.已知角的终边与单位圆的交点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题可知:
故选:B
题型2 单位圆与周期性
1.条件甲:是条件乙:的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【答案】B
【分析】直接根据必要非充分条件的概念结合三角函数的运算即可得结果.
【详解】若,则或;
若,则显然成立,
综上可得:条件甲:是条件乙:的必要非充分条件,
故选:B.
2.在直角坐标系中,若角与终边互为反向延长线,与之间的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由角与终边互为反向延长线得到角与关系进而求解.
【详解】因为角与终边互为反向延长线,
所以,
即.
故选:D
3.下列说法中,正确的是( )
A.因为,所以是函数的一个周期
B.因为,所以是函数的最小正周期
C.因为当时,等式成立,所以是函数的一个周期
D.因为,所以不是函数的一个周期
【答案】D
【分析】根据周期的定义进行判断即可
【详解】解:周期的定义是对于函数,若存在一个非零常数,使得当取定义域内的任何值时,都有,则为函数的周期,所以A,C不满足周期的定义,D是正确的;
对于B,我们只能得出2π是函数的一个周期,但不是最小正周期.
故选:D
【点睛】此题考查函数的周期,利用周期的定义进行判断,属于基础题.
题型3 单位圆与正弦函数、余弦函数的基本性质
1.有下列命题:①若是第二象限角,且,则;②无论为何值,都有;③一定存在角,使得;④总存在一个角,使得.其中正确的有 .
【答案】②③
【分析】由同角三角函数的平方关系,商数关系,可判断①、②、③的真假,根据三角函数的性质判断④的真假.
【详解】①由,错误;
②对任意角,都有,正确;同理,③正确;
④不存在一个角,使得成立,错误;
故答案为:②③.
2.已知,对任意,总存在实数,使得,则的最小值是
【答案】
【分析】利用单位圆中的终边位置研究,可知,存在正整数,使得,,由此求得的最小值.
【详解】在单位圆中分析,由题意,
的终边要落在图中阴影部分区域
(其中),
必存在某个正整数,使得终边在OB的下面,而再加上,即跨越空白区域到达下一个周期内的阴影区域内,
∴,
∵对任意要成立,所以必存在某个正整数,使得以后的各个角的终边与前面的重复(否则终边有无穷多,必有两个角的终边相差任意给定的角度比如1°,进而对于更大的,次差的累积可以达到任意的整度数,便不可能在空白区域中不存在了),
故存在正整数,使得,即,,
同时,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查三角函数的性质,主要思想是在单位圆中利用数形结合思想进行研究分析.得出存在正整数,使得,是关键.
3.若与单位圆的交点为,则点坐标用表示为 .
【答案】
【分析】根据三角函数的定义,求得点的坐标.
【详解】由于角的终边和单位圆相交于点,根据三角函数的定义有,所以,故的坐标为.
故填:.
【点睛】本小题主要考查三角函数的定义,考查用角来表示点的坐标的方法,属于基础题.
题型4 各象限角三角函数值的符号
1.角为第三象限角的充要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据三角函数在各象限的符号,结合充分条件、必要条件的判定方法,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,由,可得为第一象限角,所以A不符合题意;
对于B中,由,可得为第三象限角,反正也成立,所以B符合题意;
对于C中,由,可得为第二象限角,所以C不符合题意;
对于D中,由,可得为第四象限角,所以D不符合题意.
故选:B.
2.若, 则的终边在( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一、三象限或在轴的非负半轴上 D.第二、四象限或在轴的非负半轴上
【答案】B
【分析】由已知得出的终边在第四象限,再求出的范围得出结果.
【详解】因为,所以的终边在第四象限,即,
则,当时,的终边在第二象限;当时,的终边在第四象限;
故选:B
3.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】应用同角三角函数关系结合三角函数的正负计算即可.
【详解】因为所以
又因为,所以,
因为,所以,所以.
故选:C.
题型5 已知角或角的范围确定三角函数式的符号
1.已知,且为第二象限角,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】应用同角三角函数关系计算求解即可.
【详解】因为为第二象限角,又因为,
所以.
故选:C.
2.在中,为钝角,则点( )
A.在第一象限 B.在第二象限
C.在第三象限 D.在第四象限
【答案】B
【分析】根据角的范围确定三角函数的正负即可求解.
【详解】在中,为钝角,则为锐角,则,
则点在第二象限,
故选:B
3.已知为第四象限角,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用同角三角函数的平方式,根据象限角的性质,可得答案.
【详解】由题意可知.
故选:B.
题型6 由三角函数式的符号确定角的范围或象限
1.若终边不在坐标轴上,且,则在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】根据同角三角函数关系及任意角三角函数判断象限即可.
【详解】因为,
所以
所以终边不在坐标轴上
所以在第三象限.
故选:C.
2.已知,则角所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】由同角三角函数基本关系与绝对值性质计算即可得.
【详解】,
则,,故角所在的象限是第三象限.
故选:C.
3.已知角满足,,且,则角属于( )
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】根据题意,由三角函数在各个象限符号的正负,即可判断.
【详解】由,,得出为第四象限角,
所以,
则为第二象限角或第四象限角,又因为,
所以,则为第二象限角.
故选:B.
题型7 三角函数线
1.设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由,可证,,得结论.
【详解】先证明:当时,.
如图,角终边为OP,其中点P为角的终边与单位圆的交点,轴,交x轴于点M,
A点为单位圆与x轴的正半轴的交点,轴,交角终边于点T,
则有向线段MP为角的正弦线,有向线段AT为角的正切线,
设弧长,
由图形可知:,即,
所以,即.
则,所以.
而,所以,
所以.
故选:D.
2.若-<α<-,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )
A.sin α<tan α<cos α B.cos α<sin α<tan α
C.sin α<cos α<tan α D.tan α<sin α<cos α
【答案】C
【分析】在单位圆中画出三角函数线,观察三角函数线可得结果.
【详解】如图所示
作出角α的正弦线MP,余弦线OM,正切线AT,因为-<α<-,所以OM,MP均为负值,且,AT为正值,,故有sin α<cos α<tan α.
故选:C
【点睛】本题考查利用三角函数线比较同角三角函数的大小,熟悉各象限的符号和三角函数线是解题的关键,属于基础题.
3.已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据时,求解.
【详解】由时,可知,,
即,
故选:A
题型8 同角三角函数的基本关系及其综合应用
1.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据,以及同角三角函数的关系和角的范围求出,再根据即可求解.
【详解】解:,
,又,
,,即,
.
故选:B.
2.定义运算:.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据定义得出,再根据同角三角函数的商数关系即可求解.
【详解】依题意,,则,
故.
故选:D.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用给定条件确定的位置,再结合同角三角函数的基本关系求解即可.
【详解】因为,,所以是第四象限角,
所以,而,故,化简得,
而,代入得,
解得(正根舍去),故B正确.
故选:B
题型9 利用平方关系求参数
1.《九章算术》是我国古代的数学著作,在《方田》章节中给出了“弦”和“矢”的定义,“弦”指圆弧所对的弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,记圆心角,若“弦”为,“矢”为1时,则等于( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】利用图形以及“弦”和“矢”的定义,由平方关系可求得角的三角函数值,即可计算得出结果.
【详解】根据题意可设半径长,
可得,
由同角三角函数值之间的基本关系可得,
解得;
即可得,;
所以.
故选:D
2.若,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用同角三角函数的基本关系化简可得出所求代数式的值.
【详解】因为,则,所以,.
故选:D.
3.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据同角三角函数的基本关系求解.
【详解】从可得,,所以,
因为,
故选:A.
题型10 已知正(余)弦求余(正)弦
1.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用同角三角函数关系中平方和关系进行求解即可.
【详解】因为,
所以.
故选:B
2.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据同角三角函数基本关系式结合三角函数符合可得结果.
【详解】因为,
又,
又,,所以,
所以,
故选:D.
3.若且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数值的符号判断所在的象限,利用同角三角函数基本关系求解.
【详解】因为且,
所以为第二象限角,
故.
故选:D.
题型11 已知弦(切)求切(弦)
1.已知,且则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由两边平方得到,进而得到,联立求出,得到答案.
【详解】由,两边平方得,
因为,所以,
又,
又因为,所以,,得,
联立与,
求得,故
故选:C
2.若,,则( )
A. B.2 C. D.3
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用同角公式求出即可求解作答.
【详解】由,,得,
而,即,解得,
因此,所以.
故选:B
3.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据同角三角函数平方关系和角的范围可构造方程求得,进而得到,由同角三角函数商数关系可求得结果.
【详解】由得:,
,
解得:或,
又,,即,,
.
故选:C.
题型12 sin±cos和sin·cos的关系
1.设,已知是方程的两根,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】由韦达定理有,由,求出的值判断选项A;由,计算判断选项B;由的值,计算判断选项C;由计算结果判断选项D.
【详解】是方程的两根,则有,
由,
得,解得,A选项错误;
,有,由,有,
,
由,所以,B选项正确;
由得,,C选项错误;
,D选项正确.
故选:BD.
2.设,,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】将两边平方,结合平方关系求出A,即可判断,则,即可判断B、C,利用平方差公式判断D.
【详解】因为,所以,
即,即,
所以,故A错误;
又,,所以,则,则 ,
所以,故B正确、C错误;
,故D正确;
故选:BD
3.已知,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】由条件平方后,可得,再求出后可得.
【详解】,
,
,故A正确B错误;
由,所以,,
又,
所以,故C错误D正确.
故选:AD
题型13 正、余弦齐次式的计算
1.(多选)下列计算或化简结果正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若α为第一象限角,则
【答案】AD
【分析】由同角三角函数的商数关系可判断A、D,由同角三角函数的商数关系结合平方关系可判断B,由三角函数的符号可判断C.
【详解】对于A,,A正确,,;
对于B,,B不正确,;
对于C,∵的范围不确定,∴的符号不确定,故C不正确.
对于D,∵α为第一象限角,
∴原式,D正确.
故选:AD.
2.下列结论正确的是( )
A.是第三象限角
B.若圆心角为的扇形的弧长为,则该扇形面积为
C.若角 的终边过点,则
D.若,则
【答案】BCD
【分析】根据题意,解得终边相同角的表示,扇形的弧长、面积公式,以及三角函数的定义和三角函数的基本关系式,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,由,所以与的终边相同,表示第二象限角,所以A错误;
对于B中,设扇形的所在圆的半径为 ,因为圆心角为的扇形的弧长为,
可得,解得,所以扇形的面积为,所以B正确;
对于C中,由角的终边过点,可得,
根据三角函数的定义,可得,所以C正确;
对于D中,由,则,所以D正确.
故选:BCD.
3.已知,则下列结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】由商数关系、平方关系逐一判断每一选项即可得解.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B,,故B正确;
对于C,,所以,故C正确;
对于D,,所以,故D错误.
故选:ABC.
题型14 三角函数恒等式的证明——同角三角函数基本关系
1.证明下列恒等式:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见详解
(2)证明见详解
【分析】(1)由左边,利用同角间正弦、余弦的关系,化简变形即可的证;
(2)由右边,展开,利用同角间正弦、余弦的关系,化简后分解因式,即可得到左边,恒等式的证.
【详解】(1)左边
右边.
则恒等式成立.
(2)右边
左边.
则恒等式成立.
2.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)利用平方关系和商关系可证结论;
(2)利用平方关系可证结论.
【详解】(1)证明:左边=
=右边.
(2)证明:左边= =右边.
3.求证:.
【答案】证明见解析
【分析】从右往左切化弦即可证明.
【详解】.
所以原等式成立.
题型15 三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系
1.已知角的终边经过点.
(1)求、、的值;
(2)求的值.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)根据终边上的点,结合三角函数的定义,即可求三角函数;
(2)利用同角三角函数基本关系式,化简式子,再代入求值.
【详解】(1)由三角函数的定义得
;;
(2)
.
2.已知,求:
(1);
(2)的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)合理对原式进行化简变形,构造含有的代数式,代入求解即可.
【详解】(1)因为,,
所以,
(2)由题意得,
,
将代入其中,得到,故原式值为.
3.(1)化简:;
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)利用诱导公式化简求解即可.
(2)利用给定条件结合完全平方公式得到,再结合判断出的正负,求解方程即可.
【详解】(1)原式,
,
(2)因为,
所以,
故,解得,
所以,
因为,所以,
故,解得(正根舍去),
所以的值为.
题型16 已知三角函数值求角
1.下列说法正确的有
A.在△ABC中,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C
B.在△ABC中,若sin 2A=sin 2B,则△ABC为等腰三角形
C.△ABC中,sin A>sin B是A >B的充要条件
D.在△ABC中,若sin A=,则A=
【答案】AC
【分析】由正弦定理,二倍角的正弦公式,逐一分析各个选项,即可求解.
【详解】由正弦定理
可得:
即成立,
故选项A正确;
由可得或,
即或,
则是等腰三角形或直角三角形,
故选项B错误;
在中,由正弦定理可得
,
则是的充要条件,
故选项C正确;
在△ABC中,若sin A=,则或,
故选项D错误.
故选:AC.
【点睛】本题考查了命题真假性的判断,正弦定理的应用,属于基础题.
2.已知,则角x等于
【答案】
【分析】由特殊三角函数值,结合角的范围即可得解.
【详解】由题意,,所以.
故答案为:.
3.已知关于的方程,;
(1)当时,解此方程;
(2)试确定的取值范围,使此方程有解;
【答案】(1);(2)
【分析】(1)当时,将变形为,解出的值,再求出的解;
(2)关于的方程,有解,即,有解,求出的值域即可.
【详解】(1)当时,将即,
,解得:或(舍去),
所以;
(2)关于的方程,有解,
即,有解,
考虑的值域,
令,
所以其值域为.
即,有解,则
使关于的方程,有解
所以
【点睛】此题考查与三角函数有关的复合函数的值域问题,解方程的根的问题,合理使用换元法准确进行换元有利于解题,其中换元法注意换元的取值范围.
1.1626年,阿贝尔特格洛德最早推出简写的三角符号:、、(正割),1675年,英国人奥屈特最早推出余下的简写三角符号:、、(余割),但直到1748年,经过数学家欧拉的引用后,才逐渐通用起来,其中,,若,且,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意将式子进行化简,再利用弦切互化的方法求解即可.
【详解】由题意 , 且 ,
可得 ,
两边平方, 可得
即
可得 ,
解得 .
故选: .
2.高斯是德国著名数学家,近代数学奠基者之一,有“数学王子”的称号,他和阿基米德,牛顿并列为世界三大数学家,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如.则下列说法正确的是( )
A.函数在区间上单调递增
B.
C.若函数,则的值域为
D.函数的值域为
【答案】ACD
【分析】求出函数式确定单调性判断A;举特例说明判断B;变形函数式,分类讨论判断C;求出函数的值域判断D.
【详解】对于A,,,有,则函数在上单调递增,A正确;
对于B,当时,,有,B错误;
对于C,
,
当时,,,有,
当时,,,有,
所以函数的值域为,C正确;
对于D,函数,,,
因此,有,所以,D正确.
故选:ACD
3.1626年,阿贝尔特格洛德最早推出简写的三角符号:,,(正割),1675年,英国人奥屈特最早推出余下的简写三角符号:、、(余割),但直到1748年,经过数学家欧拉的引用后,才逐渐通用起来,其中,.若,且,则 .
【答案】/
【分析】根据同角三角函数间的关系对已知等式化简可求出
【详解】由,得,
所以,
所以,
所以,
因为,所以,
所以,
所以,
故答案为:
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$$
5.2.2 同角三角函数的基本关系
题型1 由单位圆求三角函数值
1.已知角的终边与单位圆的交点,则( )
A. B. C. D.
2.设,角的终边与圆的交点为,那么( )
A. B. C. D.
3.已知角的终边与单位圆的交点为,则( )
A. B. C. D.
题型2 单位圆与周期性
1.条件甲:是条件乙:的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
2.在直角坐标系中,若角与终边互为反向延长线,与之间的关系是( )
A. B.
C. D.
3.下列说法中,正确的是( )
A.因为,所以是函数的一个周期
B.因为,所以是函数的最小正周期
C.因为当时,等式成立,所以是函数的一个周期
D.因为,所以不是函数的一个周期
题型3 单位圆与正弦函数、余弦函数的基本性质
1.有下列命题:①若是第二象限角,且,则;②无论为何值,都有;③一定存在角,使得;④总存在一个角,使得.其中正确的有 .
2.已知,对任意,总存在实数,使得,则的最小值是
3.若与单位圆的交点为,则点坐标用表示为 .
题型4 各象限角三角函数值的符号
1.角为第三象限角的充要条件是( )
A. B. C. D.
2.若, 则的终边在( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一、三象限或在轴的非负半轴上 D.第二、四象限或在轴的非负半轴上
3.若,,则( )
A. B. C. D.
题型5 已知角或角的范围确定三角函数式的符号
1.已知,且为第二象限角,则( )
A. B. C. D.
2.在中,为钝角,则点( )
A.在第一象限 B.在第二象限
C.在第三象限 D.在第四象限
3.已知为第四象限角,,则( )
A. B. C. D.
题型6 由三角函数式的符号确定角的范围或象限
1.若终边不在坐标轴上,且,则在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知,则角所在的象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.已知角满足,,且,则角属于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
题型7 三角函数线
1.设,则( )
A. B.
C. D.
2.若-<α<-,从单位圆中的三角函数线观察sin α,cos α,tan α的大小是( )
A.sin α<tan α<cos α B.cos α<sin α<tan α
C.sin α<cos α<tan α D.tan α<sin α<cos α
3.已知,,,则( )
A. B. C. D.
题型8 同角三角函数的基本关系及其综合应用
1.已知,,则( )
A. B. C. D.
2.定义运算:.已知,则( )
A. B. C. D.
3.已知,,则( )
A. B. C. D.
题型9 利用平方关系求参数
1.《九章算术》是我国古代的数学著作,在《方田》章节中给出了“弦”和“矢”的定义,“弦”指圆弧所对的弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差,记圆心角,若“弦”为,“矢”为1时,则等于( )
A.1 B. C. D.
2.若,则的值是( )
A. B. C. D.
3.已知,则( )
A. B. C. D.
题型10 已知正(余)弦求余(正)弦
1.若,则( )
A. B. C. D.
2.已知,,则( )
A. B. C. D.
3.若且,则( )
A. B. C. D.
题型11 已知弦(切)求切(弦)
1.已知,且则的值为( )
A. B. C. D.
2.若,,则( )
A. B.2 C. D.3
3.若,,则( )
A. B. C. D.
题型12 sin±cos和sin·cos的关系
1.设,已知是方程的两根,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
2.设,,则下列等式正确的是( )
A. B.
C. D.
3.已知,,则( )
A. B.
C. D.
题型13 正、余弦齐次式的计算
1.(多选)下列计算或化简结果正确的有( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.若α为第一象限角,则
2.下列结论正确的是( )
A.是第三象限角
B.若圆心角为的扇形的弧长为,则该扇形面积为
C.若角 的终边过点,则
D.若,则
3.已知,则下列结果正确的是( )
A. B.
C. D.
题型14 三角函数恒等式的证明——同角三角函数基本关系
1.证明下列恒等式:
(1);
(2).
2.求证:
(1);
(2).
3.求证:.
题型15 三角函数的化简、求值——同角三角函数基本关系
1.已知角的终边经过点.
(1)求、、的值;
(2)求的值.
2.已知,求:
(1);
(2)的值.
3.(1)化简:;
(2)已知,求的值.
题型16 已知三角函数值求角
1.下列说法正确的有
A.在△ABC中,a∶b∶c=sin A∶sin B∶sin C
B.在△ABC中,若sin 2A=sin 2B,则△ABC为等腰三角形
C.△ABC中,sin A>sin B是A >B的充要条件
D.在△ABC中,若sin A=,则A=
2.已知,则角x等于
3.已知关于的方程,;
(1)当时,解此方程;
(2)试确定的取值范围,使此方程有解;
1.1626年,阿贝尔特格洛德最早推出简写的三角符号:、、(正割),1675年,英国人奥屈特最早推出余下的简写三角符号:、、(余割),但直到1748年,经过数学家欧拉的引用后,才逐渐通用起来,其中,,若,且,则( )
A.1 B. C. D.
2.高斯是德国著名数学家,近代数学奠基者之一,有“数学王子”的称号,他和阿基米德,牛顿并列为世界三大数学家,用表示不超过的最大整数,则称为高斯函数,例如.则下列说法正确的是( )
A.函数在区间上单调递增
B.
C.若函数,则的值域为
D.函数的值域为
3.1626年,阿贝尔特格洛德最早推出简写的三角符号:,,(正割),1675年,英国人奥屈特最早推出余下的简写三角符号:、、(余割),但直到1748年,经过数学家欧拉的引用后,才逐渐通用起来,其中,.若,且,则 .
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