10.3 第2课时 复数三角形式的乘除法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)

2025-05-06
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教辅
河北万卷文化有限公司
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版必修第四册
年级 高一
章节 *10.3 复数的三角形式及其运算
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.01 MB
发布时间 2025-05-06
更新时间 2025-05-06
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-03-31
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来源 学科网

内容正文:

对点训练 1.B 复数: $$z = \left( a + i \right) ^ { 2 } = a ^ { 2 } - 1 + 2 a i$$ 的辐角为 $$\frac { 3 \pi } { 2 } ,$$ 则 对应的点 $$2 \left( - \frac { 1 } { 2 } - \frac { \sqrt 3 } { 2 } i \right) , \therefore r = 2 , \cos \theta = - \frac { 1 } { 2 } , \sin \theta = - \frac { \sqrt 3 } { 2 } , \therefore$$ 0可以取 $$\left( a ^ { 2 } - 1 , 2 a \right)$$ )在y轴负半轴上, $$\left\{ \begin{array}{l} a ^ { 2 } - 1 = 0 , \\ 2 a < 0 , \end{array} \right. \therefore a = - 1 ,$$ $$\frac { 4 \pi } { 3 } \cdots \cdots$$ 所求复数的三角形式为 $$2 \left( \cos \frac { 4 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 4 \pi } { 3 } \right)$$ 例 2:(1) 由 r≥0 知 $$x _ { 1 }$$ 不是三角形式 课堂检测固双基 $$\left( 2 \right) z _ { 2 }$$ cosθ 与is inθ之间为减号, 不是三角形式. $$\left( 3 \right) z _ { 3 }$$ 中正、余弦位置不对,不是三角形式. $$1 . B z = \sqrt 3 \left( - \frac { \sqrt 3 } { 2 } + \frac { 1 } { 2 } i \right) = - \frac { 3 } { 2 } + \frac { \sqrt 3 } { 2 } i .$$ $$\left( 4 \right) z _ { 4 }$$ 中角不同,不是三角形式. $$2 . D \because z = \sin 5 0 ^ { \circ } - i \cos 5 0 ^ { \circ }$$ 对点训练 2.(1)不是 (2)不是(3)不是 (4)是 (5)不是 (6)是 $$= \cos \left( 9 0 ^ { \circ } - 5 0 ^ { \circ } \right) - i \sin \left( 9 0 ^ { \circ } - 5 0 ^ { \circ } \right) = \cos 4 0 ^ { \circ } - i \sin 4 0 ^ { \circ }$$ $$= \cos \left( 3 6 0 ^ { \circ } - 4 0 ^ { \circ } \right) + i \sin \left( 3 6 0 ^ { \circ } - 4 0 ^ { \circ } \right)$$ 例 $$3 : \left( 1 \right) r = \sqrt { \left( 2 \sqrt 3 \right) ^ { 2 } + \left( 2 \right) ^ { 2 } } = 4 ,$$ ,所以 $$\cos \theta = \frac { \sqrt 3 } { 2 } ,$$ 对应的 $$= \cos 3 2 0 ^ { \circ } + i \sin 3 2 0 ^ { \circ } ,$$ 点在第一象限,所以 $$a _ { a } g \left( 2 \sqrt 3 + 2 i \right) = \frac { \pi } { 6 } ,$$ ∴ 复数 的辐角主值为 $$3 2 0 ^ { \circ } ,$$ $$2 \sqrt 3 + 2 i = 4 \left( \cos \frac { \pi } { 6 } + i \sin \frac { \pi } { 6 } \right) .$$ 3.D由复数 z 的模为 2, ,辐角为 $$\frac { 2 \pi } { 3 } ,$$ $$\left( 2 \right) r = \sqrt { 1 ^ { 2 } + \left( - 1 \right) ^ { 2 } } = \sqrt 2 ,$$ 所以 $$\cos \theta = \frac { \sqrt 2 } { 2 } ,$$ 可得: $$z = 2 \left( \cos \frac { 2 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 2 \pi } { 3 } \right) = - 1 + \sqrt 3 i ,$$ 所以 $$1 \frac { z } { i } = \frac { - 1 + \sqrt 3 i } { i } =$$ 对应的点在第四象限,所以 $$m g \left( 1 - i \right) = \frac { 7 \pi } { 4 } ,$$ $$\frac { \left( - 1 + \sqrt 3 i \right) i } { - 1 } = \sqrt 3 + i .$$ 所以 $$1 - i = \sqrt 2 \left( \cos \frac { 7 \pi } { 4 } + i \sin \frac { 7 \pi } { 4 } \right) .$$ $$4 . \frac { 5 } { 3 } \pi$$ 因为 $$1 - \sqrt 3 i = 2 \left( \frac { 1 } { 2 } - \frac { \sqrt 3 } { 2 } i \right) = 2 \left( \cos \frac { 5 } { 3 } \pi + i \sin \frac { 5 } { 3 } \pi \right) ,$$ 对点训练 3.(1)由 $$a = - 1 , b = \sqrt 3 ,$$ 知点 $$Z _ { 1 } \left( - 1 , \sqrt 3 \right)$$ 在第二象限,故辐角为 所以 $$1 - \sqrt { 3 i }$$ 的辐角主值为 $$\frac { 5 } { 3 } \pi .$$ 第二象限的角. $$r = \sqrt { \left( - 1 \right) ^ { 2 } + \left( \sqrt 3 \right) ^ { 2 } } = 2 ,$$ 第 第2课时复数三角形式的乘除法 $$\cos \theta = - \frac { 1 } { 2 } , 则 \left[ 1 \right] a z _ { 1 } z _ { 1 } = \frac { 2 \pi } { 3 } .$$ 必备知识探新知 因此复数 $$z _ { 1 } = - 1 + \sqrt 3 i$$ 的三角形式为 $$z _ { 1 } =$$ = 知识点1 $$1 1 . r _ { 1 } r _ { 2 } \left[ \cos \left( \theta _ { 1 } + \theta _ { 2 } \right) + i \sin \left( \theta _ { 1 } + \theta _ { 2 } \right) \right] z _ { 1 } z _ { 2 }$$ 的模 $$2 \left( \cos \frac { 2 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 2 \pi } { 3 } \right) .$$ $$z _ { 2 }$$ 的辐角与 $$z _ { 2 }$$ 的辐角之和 2 $$2 . \theta _ { 2 } r _ { 2 }$$ $$3 . r ^ { n } \left[ \cos \left( n \theta \right) +$$ isin(nθ)] ]模的n次方复数辐角的 n 倍 (2)由 a=0,b=-4<0, 知 $$r = \sqrt { 0 ^ { 2 } + \left( - 4 \right) ^ { 2 } } = 4 , 则 g _ { E } z _ { 2 } = \frac { 3 \pi } { 2 } ,$$ 对应练习 因此复数 $$z _ { 2 } = - 4 i$$ 的三角形式为 $$1 . C \frac { 1 } { 2 } \left( \cos 3 0 ^ { \circ } + i \sin 3 0 ^ { \circ } \right) \times 2 \left( \cos { 6 0 ^ { \circ } } + i \sin { 6 0 ^ { \circ } } \right) \times 3 \left( \cos 4 5 ^ { \circ }$$ $$z _ { 2 } = 4 \left( \cos \frac { 3 \pi } { 2 } + i \sin \frac { 3 \pi } { 2 } \right) .$$ $$+ i \sin 4 5 ^ { \circ } \right) = \frac { 1 } { 2 } \times 2 \times 3 \left[ \cos \left( 3 0 ^ { \circ } + 6 0 ^ { \circ } + 4 5 ^ { \circ } \right) + i \sin \left( 3 0 ^ { \circ } + 6 0 ^ { \circ }$$ 例 4:(1)9(cosπ+isinπ)=-9. $$\left( 2 \right) 6 \left( \cos \frac { 4 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 4 \pi } { 3 } \right) = 6 \left( - \frac { 1 } { 2 } - \frac { \sqrt 3 } { 2 } i \right) = - 3 - 3 \sqrt 3 i .$$ +45) =3(cos 135 $$\left. { + 4 5 ^ { \circ } } \right) = 3 \left( \cos 1 3 5 ^ { \circ } + i \sin 1 3 5 ^ { \circ } \right) = 3 \left( - \frac { \sqrt 2 } { 2 } + \frac { \sqrt 2 } { 2 } i \right)$$ 对点训练 $$= - \frac { 3 \sqrt 2 } { 2 } + \frac { 3 \sqrt 2 } { 2 } i .$$ $$4 . 1 - i z = \sqrt 2 \left( \cos \frac { \pi } { 4 } - i \sin \frac { \pi } { 4 } \right) = \sqrt 2 \times \cos \frac { \pi } { 4 } - i \sqrt 2 x \sin \frac { \pi } { 4 } = 1 - i .$$ 知识点 只点2 $$2 \frac { r _ { 1 } } { r _ { 2 } } \left[ \cos \left( \theta _ { 1 } - \theta _ { 2 } \right) + i \sin \left( \theta _ { 1 } - \theta _ { 2 } \right) \right]$$ 除以减去 例 5:C $$\frac { \pi } { 2 } < \theta < \pi ,$$ 所以 cosθ<0. 对应练习 $$z = \tan \theta + i = \frac { \sin \theta } { \cos \theta } + i = \frac { 1 } { \cos \theta } \left( \sin \theta + i \cos \theta \right)$$ $$\left\{ 2 , \frac { 3 \left( \cos 2 7 0 ^ { \circ } + \tan 2 7 0 ^ { \circ } \right) } { \frac { 1 } { 3 } \left[ \cos \left( - 9 0 ^ { \circ } \right) + \tan \left( - 9 0 ^ { \circ } \right) \right] } = 9 \left( \cos \left( 2 7 0 ^ { \circ } + 9 0 ^ { \circ } \right)$$ $$= - \frac { 1 } { \cos \theta } \left( - \sin \theta - i \cos \theta \right)$$ $$i \sin \left( 2 7 0 ^ { \circ } + 9 0 ^ { \circ } \right) \right] = 9 \left( \cos 3 6 0 ^ { \circ } + i \sin 3 6 0 ^ { \circ } \right) = 9 .$$ $$= - \frac { 1 } { \cos \theta } \left[ \cos \left( \frac { 3 \pi } { 2 } - \theta \right) + i \sin \left( \frac { 3 \pi } { 2 } - \theta \right) \right] ,$$ 关健能力攻重难 例 $$1 : \left( 1 \right) 2 \left( \cos \frac { 2 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 2 \pi } { 3 } \right) \times \sqrt 3 \left( \cos \frac { 5 \pi } { 6 } + i \sin \frac { 5 \pi } { 6 } \right)$$ 所以复数 $$z = \tan \theta + i \left( \frac { \pi } { 2 } < \theta < \pi \right)$$ 的三角形式是 $$= 2 \sqrt 3 \left( \cos \frac { 3 \pi } { 2 } + i \sin \frac { 3 \pi } { 2 } \right) = - 2 \sqrt 3 i .$$ $$z = - \frac { 1 } { \cos \theta } \left[ \cos \left( \frac { 3 \pi } { 2 } - \theta \right) + i \sin \left( \frac { 3 \pi } { 2 } - \theta \right) \right]$$ $$\left( 2 \right) 2 \left( \cos 5 ^ { \circ } + i \sin 5 ^ { \circ } \right) \times 4 \left( \cos 3 0 ^ { \circ } + i \sin 3 0 ^ { \circ } \right) \times$$ 对点训练 $${ 3 0 ^ { \circ } } \right) \times$$ $$\frac { 1 } { 2 } \left( \cos 2 5 ^ { \circ } + i \sin 2 5 ^ { \circ } \right) = 8 \left( \cos 3 5 ^ { \circ } + i \sin 3 5 ^ { \circ } \right) \times \frac { 1 } { 2 } \left( \cos 2 5 ^ { \circ } + i \sin 2 5 ^ { \circ } \right)$$ $$5 . 2 \left( \cos \frac { 4 \pi } { 3 } + i \sin \frac { 4 \pi } { 3 } \right) \because - 2 \left( \cos \frac { \pi } { 3 } + i \sin \frac { \pi } { 3 } \right) = - 1 - \sqrt 3 i = \left\{ \begin{array}{l} 2 \pi , \\ \end{array} \right. 则 \cos \left( x + 1 \right)$$ $$= 4 \left( \cos 6 0 ^ { \circ } + i \sin 6 0 ^ { \circ } \right) = 2 + 2 \sqrt 3 i .$$ -192一 对点训练 1.(1)2i(2)见解析 =2m4+im)=-2+2i [解析](1)方法一:(3+i)(cos60°+isin60°) 例4:=1+os0+in0=1+(2s号-+2i·血号 =2(cos30°+isin30°)(cos60°+isin60°)) =2(c0s90°+isin90°)=2i. 05 号-2aw(s号+im受) 方法二:(5+i(m0+im0)=(5+i(}+到 <0<2m心号<号<w号<0 2s{m号+)-2ms2(-m号-恤) (2)32=2(eos150°-isinl50°)=2[cos(-150°)+ isin(-150°)], -2号引一(+号)++受小 5=8×2[cos(240°-150°)+isin(240°-150°)] r-2m号:受<号<m…<m+号<2, =16(c0s90°+isin90°)=16i. 例2:m石+m)m号+】 +号 =2(cm话+im)=2-号+-5+i 故复数:的模是-2ms号,辐角主值是+受 对点训练 对点训练 2.(1)2i÷[2(ms30°+iain30)] 4:=2号-2im号号=2m(m号-in2) =2(m90+im90)÷[2(m30+m30r =-2aw2(-w号+in2) =4(cms60°+isin60)=2+23i. -2ms号{m(-2)+in(a-2小 (2)7+[2(as120°+iin120] r=-2m号m<0<2号<号<m =-i*2@m120+in120 0<m- =(os20+sn20P)+[2(s120+in120)】 放复数:的模是-2号,辐角主值为元一号 =2[c0s(270°-120°)+isin(270°-120°)] 课堂检测固双基 =2(c0s150°+isin150°)--5+i 1.D4(cos60°+isin60°)×3(ew150°+isin150°)= 例3:欲求∠20以.可计第号 12[c0s(60°+150°)+isin(60°+150°)]=12(c0s210°+ 立.1+2.1+2)(7-5团=1+国 m210)=12(-受-)-65-6微选D 7+3i(7+3i)(7-3) 4 20(s君+iain君)×(m号+im)=r(君+号)+ =2(号+in) in(君+)=s号+im受=i故选C ∠z,0以=号时 0Z11 0Z2 3.B.2÷2(c0860°+isin60)=2(co80°+isin0°)÷2(cos60° +isin60°)=cos(0°-60°)+isin(0°-60°)=ms(-60°)+ 由余弦定理,设10Z,1=k,10Z31=2(k>0),则1Z,Z212= 及+(2k)2-2h·2k·c号=3N,1Z乙,名1=5k,而+ 油(-0)=子身放选B (3k)2=(2)2,△02,Z为有一角为60的直角三角形 4.C 因为3-=2,m长+im长)其对应向量绕原 6 对点训练 点0按顺时针方向旋转号后,所得向量对应的复数为 2m(5-)+in(5-】-3-属故选c 与=(-1+不i)(-号+智(m+)--不+i原武=(号-)+imn(号-】 2m(++)n(学+弩+】 =2=g+m)-5+i -193XYZ[%\]^ 1.复数z =槡3 cos 5π6 + isin 5π( )6 化为代数形式为 (  )                                 A. - 32 - 槡3 2 i B. - 3 2 + 槡3 2 i C. -槡32 - 3 2 i D. - 槡3 2 + 3 2 i 2.复数z = sin 50° - icos 50°的辐角主值是(  ) A. 50°    B. 220°    C. 310°    D. 320° 3.若复数z = r(cos θ + isin θ)(r > 0,θ∈R),则把 这种形式称为复数z的三角形式,其中r为复 数z的模,θ为复数z的辐角.若一个复数z的 模为2,辐角为2π3 ,则 z i = (  ) A. 1 +槡3i B. 1 -槡3i C.槡3 - i D.槡3 + i 4.复数1 -槡3i的辐角主值是        . 请同学们认真完成练案[9                 ] 第2课时  复数三角形式的乘除法 !"#$%&'( 学习目标 核心素养 1.掌握复数的三角形式的乘、除及乘方运算. 2.掌握复数的代数形式与三角形式的运算特点. 1.借助复数的三角形式,培养数学抽 象的核心素养. 2.通过复数三角形式的运算,培养数 学运算的核心素养. )*+,%-.+ 知识点1  复数三角形式的乘法     1.设复数z1 = r1(cos θ1 + isin θ1),z2 = r2(cos θ2 + isin θ2),则z1 z2 = r1(cos θ1 + isin θ1)× r2(cos θ2 + isin θ2)=                     ,即由两个复数z1,z2的三角形式可得z1 z2的三角形式: z1的模乘以z2的模等于          ,                      是z1 z2的辐角.     2.几何意义:设z1,z2对应的向量分别为OZ→ 1,OZ→ 2,将OZ→ 1绕原点旋转          ,再将OZ→ 1的模 变为原来的          倍,如果所得向量为→OZ,则→OZ对应的复数即为z1 z2 .     3.[r(cos θ + isinθ)]n =                     ,n∈N +,即复数n次幂的模等于                    ,辐角等于              .                                      ●/012 1. 12(cos 30° + isin 30°)× 2(cos 60° + isin 60°)× 3(cos 45° + isin 45°)= (  )                                                 A. 3槡22 + 3槡2 2 i B. 3槡2 2 - 3槡2 2 i C. - 3槡22 + 3槡2 2 i D. - 3槡2 2 - 3槡2 2 i $') 知识点2  复数三角形式的除法     设复数z1 = r1(cos θ1 + isin θ1),z2 = r2(cos θ2 + isin θ2),则z1z2 = r1(cos θ1 + isin θ1) r2(cos θ2 + isin θ2)=                     ,即由两个复数z1,z2(z2≠0)的三角形式可得z1z2的三角形式:z1的模            z2的 模等于z1z2的模,z1的辐角            z2的辐角是 z1 z2 的辐角. ●/012 2. 3(cos 270° + isin 270°)1 3[cos(- 90°)+ isin(- 90°)] 的结果是 (  ) A. - 9 B. 9 C. - 1 D. 1 3456%789 ●:;<%Ž>?@©Pª¤¦§ 1.计算: (1)2 cos 2π3 + isin 2π( )3 ×槡3 cos 5π6 + isin 5π( )6 ; (2)2(cos 5° + isin 5°)×4(cos 30° + isin 30°)× 12(cos 25° + isin 25°).     [分析]  按照复数三角形式的乘法法则进行. [归纳提升] 〉 /CD1 1.(1)计算:(槡3 + i)(cos 60° + isin 60°)=             . (2)已知z1 = 8(cos 240° + isin 240°),z2 = 2(cos 150° - isin 150°),求z1 z2 的代数形式. 归纳提升: Ÿß«OŽ À:0;?-֍Rm YÆÇRmV¦\. ŽÀ¶ÖV1X-å‰ }v¶ÖVà0¶¾ . $'* ●:;E%Ž>?@©P«¤¦§ 2.计算:8 cos 7π6 + isin 7π( )6 [ (÷ 4 cos π3 + isin π ) ]3 .     [分析]  根据复数三角形式的除法法则进行. [归纳提升] 〉 /CD1 2.(1)计算: [2i ÷ 12(cos 30° + isin 30° ]) . (2)计算:i3 ÷ 12(cos 120° + isin 120°[ ]). ●:;>%Žª¤r «¤PžJŸ 3.若OZ→ 1与OZ→ 2分别表示复数z1 = 1 + 2槡3 i,z2 = 7 +槡3i,求∠Z2OZ1并判断△OZ1Z2的形状. [归纳提升] 归纳提升: Ÿß«OŽ À:0;?-­Rm YÆÇRmV¦\. ŽÀ¶­V1X-å‰ }v¶­Và0¶¿ . 归纳提升: ŽÀ¶Ön ¶­F,„—}ŽÀ1 2£-´Ì-î¨]ï ðVî¨-0O¡$ ´VF%p`^ŽÀ- à0-zn’¡Š‘ . $'+ 〉 /CD1 3.设复数z1,z2对应的向量分别为OZ→ 1,OZ→ 2,O为坐标原点,且z1 = - 1 +槡3i,若把OZ→ 1绕原点逆时针 旋转4π3 ,把OZ → 2绕原点顺时针旋转3π4 ,所得两向量恰好重合,求复数z2 . ●QRST%=º?»e½P¾¿mÀ 4.求复数z = 1 + cos θ + isin θ(π < θ < 2π)的模与辐角主值. [错解]  z = 1 + cos θ + isin θ     = 1 + 2cos2 θ2( )- 1 + 2isin θ2 cos θ2     = 2cos θ2 cos θ2 + isin θ( )2     ∴复数z的模为2cos θ2,辐角主值为 θ 2 .     [错因分析]  从形式上看,2cos θ2 cos θ( 2 + isin θ )2 似乎就是三角形式,不少同学认为r = 2cos θ2,arg z = θ 2 .     错误之处在于他们没有考虑角θ的范围,因此一定要用“模非负,角相同,余弦前,加号连”来判 断是否为三角形式.     [正解]  〉 /CD1 4.求复数z = 1 + cos θ - isin θ(π < θ < 2π)的模与辐角主值. $'! XYZ[%\]^                                1. 4(cos 60° + isin 60°)× 3(cos 150° + isin 150°) = (  ) A. 6槡3 + 6i B. 6槡3 - 6i C. - 6槡3 + 6i D. - 6槡3 - 6i 2. cos π6 + isin π( )6 × cos π3 + isin π( )3 = (  ) A. 1 B. - 1 C. i D. - i 3. 2 ÷ 2(cos 60° + isin 60°)= (  ) A. 12 + 槡3 2 i B. 1 2 - 槡3 2 i C.槡32 + 1 2 i D. 槡3 2 - 1 2 i 4.把复数3 -槡3i对应向量绕原点O按顺时针方 向旋转2π3 ,所得向量对应的复数为 (  ) A. 2槡3 B. - 2槡3i C. - 3 -槡3i D. 3 -槡3i 5.计算12 cos 7π3 + isin 7π( )3 [ (÷ 6 cos 3π2 + isin 3π ) ]2 =         . 请同学们认真完成练案[10                         ] 章末知识梳理 +,w€ —复数的概念及几何意义— —复数的概念— —复数的分类 —复数相等 —复数的几何意义— —复数与复平面内的点一一对应 —复数的向量表示 —复数的运算— —复数的加法法则— —(a + bi)+(c + di)=(a + c)+(b + d)i(a,b,c,d∈R) —复数加法的几何意义 —复数的减法法则— —(a + bi)-(c + di)=(a - c)+(b - d)i(a,b,c,d∈R) —复数减法的几何意义 —复数的乘法法则—(a + bi)(c + di)=(ac - bd)+(ad + bc)i(a,b,c,d∈R) —复数的除法法则—a + bic + di = ac + bd c2 + d2 + bc - ad c2 + d2 i(c + di≠0,a,b,c,d∈R) —复数的三角形式及运算— —复数的三角形式:z = r(cos θ + isin θ) —复数三角形式的乘除法— —z1 z2 = r1 r2[cos(θ1 + θ2)+ isin(θ1 + θ2)] —zn = rn[cos(nθ)+ isin(nθ)] —z1z2 = r1 r2 [cos(θ1 - θ2)+ isin(θ1 - θ2)] $($

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10.3 第2课时 复数三角形式的乘除法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)
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10.3 第2课时 复数三角形式的乘除法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第四册同步学习指导(人教B版2019)
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