内容正文:
专题05 椭圆方程及其性质
4大高频考点概览
考点01 椭圆的方程
考点02 焦点三角形
考点03 椭圆的离心率
考点04 椭圆中的最值和范围问题
地 城
考点01
用空间向量证明位置关系
一、单选题
1.(22-23高二上·河南濮阳南乐县第一高级中学·月考)若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
2.(24-25高二下·辽宁七校协作体·)“”是“方程表示椭圆”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
3.(24-25高二上·辽宁铁岭西丰县第二高级中学·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·辽宁普通高中部分学校·期中)已知椭圆,从上任意一点向轴作垂线段为垂足,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·辽宁沈阳东北育才学校双语校区·期中)已知点是椭圆上一动点,是圆上一动点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·辽宁锦州某校·期中)已知椭圆的焦点在轴上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·辽宁鞍山第一中学·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·辽宁沈阳郊联体·期中)椭圆的长轴长为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(24-25高二上·河南许昌·期末)若方程表示椭圆,则的值可以为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
10.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)0.现有圆锥顶点为,底面所在平面为,母线PM与底面直径MN的长度都是2.点是PM的中点,平面经过点与所成二面角(锐角)为.已知平面与该圆锥侧面的交线是某椭圆(或其一部分),则该椭圆长轴的长可能是( )
A. B.1 C. D.2
三、解答题
11.(24-25高二上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)1.分别求适合下列条件的曲线方程
(1)已知圆经过三点,,,求圆的方程;
(2)经过点,两点的椭圆的标准方程;
(3)已知椭圆的离心率为,短轴长为,求其标准方程;
四、填空题
12.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)2.已知点在椭圆上,点,则的取值范围是 .
地 城
考点02
焦点三角形
一、单选题
1.(23-24高二上·辽宁高级中学·期中)已知,为椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题
2.(24-25高二上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)设椭圆的焦点为、,点在椭圆上,则( )
A.焦点、坐标为, B.的最大值为7,最小值为1
C. D.为直角三角形的顶点有4个
3.(24-25高二上·辽宁辽南协作体名校联盟·期中)已知椭圆的上顶点为,左、右焦点分别为,离心率为.过且垂直于的直线与交于两点,为的中点,则下列说法正确的是( )
A.
B.的直线方程是
C.直线的斜率为
D.的周长是8
三、填空题
4.(23-24高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)已知焦点为,的椭圆的方程为,且,过椭圆左焦点的直线交椭圆于两点,则的周长为 .
5.(24-25高二上·辽宁抚顺六校协作体·期中)已知圆,椭圆的左、右焦点分别为,,为坐标原点,为椭圆上一点,直线与圆交于点,,若,则 .
地 城
考点03
椭圆的离心率
一、单选题
1.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)若椭圆的离心率为,则( )
A.1 B.4 C.1或4 D.以上都不对
二、填空题
2.(24-25高二上·辽宁大连王府高级中学·)如图所示,平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD满足,,,若点,分别为焦点在轴上的椭圆:的上、下顶点,点在椭圆上,点不在椭圆上,设椭圆的离心率为,则 .
3.(24-25高二上·辽宁沈阳郊联体·期中)已知椭圆的右焦点是,过点作直线交椭圆于点,过点与直线垂直的射线交椭圆于点,,且三点共线(其中是坐标原点),则椭圆的离心率为 .
地 城
考点04
椭圆中的最值和范围问题
一、填空题
1.(24-25高二上·辽宁普通高中部分学校·期中)已知椭圆的一个焦点为,点是上关于原点对称的两点.则的取值范围为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·辽宁沈阳东北育才学校双语校区·期中)已知圆,点在椭圆运动,过点作圆的两条切线,切点分别为、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·辽宁县级重点高中协作体·期中)记椭圆的离心率为,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
4.(24-25高二上·辽宁名校联合体·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,点,点是椭圆上的一个动点,则( )
A.
B.
C.当点不在轴上时,从点向轴作垂线,为垂足,则线段的中点的轨迹方程为
D.的最大值为
三、解答题
5.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)已知椭圆的长轴端点是和,离心率是.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在椭圆上,求点到点的距离的取值范围.
6.(24-25高二上·辽宁辽南协作体名校联盟·期中)设分别是直线和上的动点,且,设为坐标原点,动点满足.
(1)求动点的轨迹方程:
(2)设分别为轨迹上的两个动点,且.
(i)求证:为定值;
(ii)求面积的取值范围.
试卷第1页,共3页
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专题05 椭圆方程及其性质
4大高频考点概览
考点01 椭圆的方程
考点02 焦点三角形
考点03 椭圆的离心率
考点04 椭圆中的最值和范围问题
地 城
考点01
用空间向量证明位置关系
一、单选题
1.(22-23高二上·河南濮阳南乐县第一高级中学·月考)若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数a的取值范围是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【来源】河南省濮阳市南乐县第一高级中学2022-2023学年高二上学期第二次月考文科数学试题
【分析】根据椭圆的定义且焦点在轴,列出相应方程组,从而可求解.
【详解】由题知表示焦点在y轴上的椭圆,
则有:,解得或,故D正确.
故选:D.
2.(24-25高二下·辽宁七校协作体·)“”是“方程表示椭圆”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【来源】辽宁省七校协作体2024-2025学年高二下学期3月联考数学试题
【分析】利用方程表示椭圆求得,可得“”是“方程表示椭圆”的充分不必要条件.
【详解】由方程表示椭圆,可得,解得,
因为,
所以“”是“方程表示椭圆”的充分不必要条件.
故选:B.
3.(24-25高二上·辽宁铁岭西丰县第二高级中学·期中)若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省铁岭市西丰县第二高级中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题
【分析】根据焦点在轴上的椭圆上的方程特征得到不等式组,求出答案.
【详解】由题意,得,解得.
故选:C.
4.(24-25高二上·辽宁普通高中部分学校·期中)已知椭圆,从上任意一点向轴作垂线段为垂足,则线段的中点的轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【来源】辽宁省普通高中部分学校2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题
【分析】设,结合中点坐标公式并由代入法即可求解.
【详解】设点,根据中点的坐标公式可得,
代入椭圆方程得,其中.
故选:B
5.(24-25高二上·辽宁沈阳东北育才学校双语校区·期中)已知点是椭圆上一动点,是圆上一动点,点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【来源】 辽宁省沈阳市东北育才学校双语校区2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题
【分析】由题意得圆的圆心是椭圆的左焦点,,利用椭圆的定义,结合图象得到,然后由即可求出的最大值.
【详解】如图,
由,得,,则,
则圆的圆心是椭圆的左焦点,椭圆的右焦点为,
由椭圆的定义得,
所以,
又,
所以,
当且仅当为线段与椭圆的交点,且为射线与圆的交点且、方向相同时,
上述不等式中的两个等号同时成立,
故的最大值为.
故选:B.
6.(24-25高二上·辽宁锦州某校·期中)已知椭圆的焦点在轴上,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省锦州市某校2024-2025学年高二上学期期中质量检测数学试卷
【分析】根据给定条件,利用椭圆方程的特征列式计算得解.
【详解】椭圆的焦点在轴上,则,解得,
所以的取值范围为.
故选:C
7.(24-25高二上·辽宁鞍山第一中学·期中)已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省鞍山市第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷
【分析】根据椭圆的标准方程,结合题意,建立方程组,可得答案.
【详解】由题意可得,
故选:C
8.(24-25高二上·辽宁沈阳郊联体·期中)椭圆的长轴长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【来源】辽宁省沈阳市郊联体2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷
【分析】将椭圆方程化为标准方程,得出,从而可求出结果.
【详解】椭圆化为标准方程,
∴,∴椭圆的长轴长为.
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高二上·河南许昌·期末)若方程表示椭圆,则的值可以为( )
A.1 B.3 C.6 D.8
【答案】BD
【来源】河南省许昌市2024-2025学年高二上学期期末数学试题
【分析】根据方程表示椭圆列不等式,由此求得的取值范围,结合选项即可判断.
【详解】由于方程表示椭圆,
所以,解得或,
结合选项,可知的值可以为3和8.
故选:BD
10.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)0.现有圆锥顶点为,底面所在平面为,母线PM与底面直径MN的长度都是2.点是PM的中点,平面经过点与所成二面角(锐角)为.已知平面与该圆锥侧面的交线是某椭圆(或其一部分),则该椭圆长轴的长可能是( )
A. B.1 C. D.2
【答案】ABC
【来源】辽宁省实验中学2024-2025学年高二上学期期中阶段测试数学试卷
【分析】当平面与圆锥的旋转轴所成角度大于母线与旋转轴所成角度,小于直角时,圆锥被平面所截得的截线形状为椭圆。本题中可以通过轴截面做出椭圆长轴长度的最大值和最小值,从而确定答案.
【详解】
如上图,做出过点的轴截面,由已知条件可知,平面与轴截面相交得到的线段最短为,最长为,当平面与圆锥面所截得的椭圆的长轴落在平面内时,长轴长或.根据已知的几何关系可以计算出,.当与圆锥所截得的椭圆的长轴不在图中所作的轴截面内时,长轴长度满足:.
对于A选项,长轴长度可以为;
对于B选项,,长轴长度可以为;
对于C选项,,长轴长度可以为;
对于D选项,,长轴长度不可能为.
故选:ABC
【点睛】方法点睛:过点做出轴截面可以得出椭圆长轴长度的取值范围,与选项进行对照求解即可.
三、解答题
11.(24-25高二上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)1.分别求适合下列条件的曲线方程
(1)已知圆经过三点,,,求圆的方程;
(2)经过点,两点的椭圆的标准方程;
(3)已知椭圆的离心率为,短轴长为,求其标准方程;
【答案】(1)
(2)
(3)或
【来源】辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高二上学期期中联考数学试题
【分析】(1)设出圆的一般方程,利用待定系数法求解;
(2)设椭圆方程为代入点求解即可;
(3)由题意求出即可得出标准方程.
【详解】(1)设圆的方程为,
由圆经过三点,,,
得,解得,
所以圆的方程为.
(2)设椭圆方程为,
则有,解得,
所以所求椭圆方程为.
(3)由得,又,故,
所以,解得,
所以椭圆的标准方程为或.
四、填空题
12.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)2.已知点在椭圆上,点,则的取值范围是 .
【答案】
【来源】辽宁省实验中学2024-2025学年高二上学期期中阶段测试数学试卷
【分析】构造椭圆,椭圆分别与椭圆有相同的短轴和长轴,同时是两椭圆的焦点,利用图形关系可求的取值范围.
【详解】由椭圆与椭圆有相同的短轴,
由椭圆与椭圆有相同的长轴,
又椭圆与椭圆有相同的焦点,
即点,
由椭圆方程可知椭圆在椭圆上及其内部,
椭圆在椭圆上及其内部,
当点在上时,,
因椭圆方程可知椭圆在椭圆上及其内部,
所以,当点在短轴的端点时取等号,
当点在上时,,
因椭圆方程可知椭圆在椭圆上及其内部,
所以,当点在长轴的端点时取等号,
所以的取值范围是.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:考查数形结合思想的应用,重点在于构知椭圆与原椭圆分别共长轴与短轴,并以为焦点,利用椭圆的定义可求解.
地 城
考点02
焦点三角形
一、单选题
1.(23-24高二上·辽宁高级中学·期中)已知,为椭圆的两个焦点,为椭圆上一点,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【来源】辽宁省高级中学2023-2024学年高二上学期期中数学试题
【分析】根据椭圆的定义可得,,可得为直角三角形,进而可得解.
【详解】由,得,,
即,,
又,
则,,
所以为直角三角形,,
所以,
故选:B.
二、多选题
2.(24-25高二上·辽宁大连滨城高中联盟·期中)设椭圆的焦点为、,点在椭圆上,则( )
A.焦点、坐标为, B.的最大值为7,最小值为1
C. D.为直角三角形的顶点有4个
【答案】BC
【来源】辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高二上学期期中联考数学试题
【分析】根据椭圆的方程可得焦点坐标判断A;根据椭圆的性质判断 B;根据椭圆的定义判断C;根据为直角三角形确定M个数判断D.
【详解】由椭圆,可知,且焦点在轴上,
则,焦点坐标为 ,,故A错误;
由椭圆的性质知,的最大值为,最小值为,故B正确;
由椭圆的定义知,,故C正确;
因为,所以以为直径的圆与椭圆有4个交点,当为直角顶点时,
为直角三角形有4个,当或垂直轴时,为
直角三角形有4个,故为直角三角形的顶点共有8个,故D错误.
故选:BC
3.(24-25高二上·辽宁辽南协作体名校联盟·期中)已知椭圆的上顶点为,左、右焦点分别为,离心率为.过且垂直于的直线与交于两点,为的中点,则下列说法正确的是( )
A.
B.的直线方程是
C.直线的斜率为
D.的周长是8
【答案】ACD
【来源】辽宁省辽南协作体名校联盟2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题
【分析】根据离心率可得,即得为等边三角形,根据等边三角形的性质和点斜式方程可判断B,结合椭圆焦点三角形可判断D,根据点差法可判断C.
【详解】由于,故A正确,
由于,故为等边三角形,故,
因此,,
因此直线的直线方程为,即,B错误,
,则,
故,
,故,故C正确,
对于D, 为等边三角形,且,故是的垂直平分线,
故,故D正确,
故选:ACD
三、填空题
4.(23-24高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)已知焦点为,的椭圆的方程为,且,过椭圆左焦点的直线交椭圆于两点,则的周长为 .
【答案】
【来源】辽宁省朝阳市建平县实验中学2023-2024学年高二上学期期中数学试题
【分析】根据题意,利用椭圆的几何性质,求得,再由椭圆的定义,即可求解.
【详解】设椭圆F的焦距为2c,则,可得,
由椭圆的方程为,可得,解得,
所以的周长为.
故答案为:.
5.(24-25高二上·辽宁抚顺六校协作体·期中)已知圆,椭圆的左、右焦点分别为,,为坐标原点,为椭圆上一点,直线与圆交于点,,若,则 .
【答案】6
【来源】辽宁省抚顺市六校协作体2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题
【分析】利用求出,然后将转化为求解即可.
【详解】
设,由于,
而,则,
所以,
.
故答案为:6
地 城
考点03
椭圆的离心率
一、单选题
1.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)若椭圆的离心率为,则( )
A.1 B.4 C.1或4 D.以上都不对
【答案】C
【来源】辽宁省实验中学2024-2025学年高二上学期期中阶段测试数学试卷
【分析】分焦点在轴和焦点在轴两种情况分别计算.
【详解】当焦点在轴上时,,解得;
当焦点在轴上时,,解得.
故选:C
二、填空题
2.(24-25高二上·辽宁大连王府高级中学·)如图所示,平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD满足,,,若点,分别为焦点在轴上的椭圆:的上、下顶点,点在椭圆上,点不在椭圆上,设椭圆的离心率为,则 .
【答案】/0.5
【来源】辽宁省大连市王府高级中学2024-2025学年高二上学期第二学段考试数学试题
【分析】由,可得,,,四点共圆,再由题设求出圆心,表示出圆的方程,将代入椭圆及圆的方程,可求出,即可求得离心率.
【详解】依题意,,,设,,连接,
由,,知,,,在以为直径的圆上,且,
又原点为圆的弦的中点,则圆心在的垂直平分线上,
即在轴上,有,由,
得,而,
于是,
当时,则0,
若,则四边形为矩形,则点也在椭圆上,与点不在椭圆上矛盾,
于是,则,圆的圆心坐标为,
圆的方程为,将代入得,又,
因此,所以椭圆的离心率.
故答案为:
3.(24-25高二上·辽宁沈阳郊联体·期中)已知椭圆的右焦点是,过点作直线交椭圆于点,过点与直线垂直的射线交椭圆于点,,且三点共线(其中是坐标原点),则椭圆的离心率为 .
【答案】
【来源】辽宁省沈阳市郊联体2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷
【分析】先证明四边形是矩形,然后利用已知条件求出三边的比例,再利用椭圆的定义求出和与的关系式,最后利用即得离心率.
【详解】设椭圆的左焦点为. 由于三点共线,故由椭圆的对称性知,
而,故四边形是平行四边形.又因为,故四边形是矩形.
由于四边形是矩形,故,
.
从而可设,
此时,解得,
所以,所认,
最后由,得到,
即,故.从而椭圆的离心率.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题的关键点在于利用矩形的性质和椭圆的定义研究的三边,从而避免直接直线与椭圆联立导致繁杂的计算.
地 城
考点04
椭圆中的最值和范围问题
一、填空题
1.(24-25高二上·辽宁普通高中部分学校·期中)已知椭圆的一个焦点为,点是上关于原点对称的两点.则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【来源】辽宁省普通高中部分学校2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题
【分析】根据椭圆的定义,结合勾股定理,即可根据二次函数的性质求解.
【详解】取椭圆的另一个焦点为,连接,则四边形为平行四边形,
设,由椭圆的对称性得,
其中,即,
所以,
令,
所以当时,,当或3时,,
即的取值范围是.
故选:D
2.(24-25高二上·辽宁沈阳东北育才学校双语校区·期中)已知圆,点在椭圆运动,过点作圆的两条切线,切点分别为、,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【来源】 辽宁省沈阳市东北育才学校双语校区2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题
【分析】设,依题意可得切点弦方程为,取的中点,连接,则,利用点到直线的距离公式及的范围计算可得.
【详解】设、、,
设切线上任意一点为,则,,
所以,即,
即切线的方程为,
同理可得切线的方程为,
所以且,
因为点、的坐标都满足方程,
所以直线的方程为,
取的中点,连接,则,,
又,即,
所以,
因为,所以,则,
所以.
故选:D.
3.(24-25高二上·辽宁县级重点高中协作体·期中)记椭圆的离心率为,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【来源】辽宁省县级重点高中协作体2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷
【分析】根据离心率公式可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围.
【详解】因为,
所以,,,则,可得,
,则,
因为,即,可得,解得,
因此,实数的取值范围是.
故选:B.
二、多选题
4.(24-25高二上·辽宁名校联合体·期中)已知椭圆的左、右焦点分别为,点,点是椭圆上的一个动点,则( )
A.
B.
C.当点不在轴上时,从点向轴作垂线,为垂足,则线段的中点的轨迹方程为
D.的最大值为
【答案】ABC
【来源】辽宁省名校联合体2024-2025学年高二上学期期中检测数学试题
【分析】根据直线方程、两点间距离公式可求得AB正确;利用相关点法可求得点轨迹,知C正确;根据椭圆定义将问题转化为求解的最大值,根据三角形三边关系可求得结果,知D错误.
【详解】对于A,由椭圆方程得:,,所在直线为,
,A正确;
对于B,,,
,B正确;
对于C,设,,则,
,即,,又在椭圆上,
,即点轨迹为,C正确;
对于D,由椭圆定义知:,,
(当且仅当三点共线时取等号,即位于图中点的位置时取等号),
,D错误.
故选:ABC.
三、解答题
5.(24-25高二上·辽宁实验中学·期中)已知椭圆的长轴端点是和,离心率是.
(1)求椭圆的方程;
(2)若点在椭圆上,求点到点的距离的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【来源】辽宁省实验中学2024-2025学年高二上学期期中阶段测试数学试卷
【分析】(1)利用已知条件可求得,进而可求得椭圆方程;
(2)设是椭圆上的任意一点,利用两点间的距离公可得,可求得点到点的距离的取值范围.
【详解】(1)由题意得:,解得:.
故椭圆的方程为:
(2)设是椭圆上的任意一点,所以,
所以,其中.
所以.
故点到点的距离的取值范围是.
6.(24-25高二上·辽宁辽南协作体名校联盟·期中)设分别是直线和上的动点,且,设为坐标原点,动点满足.
(1)求动点的轨迹方程:
(2)设分别为轨迹上的两个动点,且.
(i)求证:为定值;
(ii)求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)
【来源】辽宁省辽南协作体名校联盟2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题
【分析】(1)设,,根据题意列出式子,利用代入法即可求解;
(2)(i)分斜率一个为0,一个不存在时,及斜率都存在且不为0来讨论,当斜率都存在且不为0时,设直线 ,直线 ,,联立直线方程与椭圆方程,得,,同理可得,,结合题意即可证明;
(ii)由(i)知,,则,分斜率一个为0,一个不存在时,及斜率都存在且不为0来讨论,利用分离常数法及基本不等式即可求解.
【详解】(1)设,,
则,即,
又,则,
所以,
所以,即.
所以动点的轨迹方程为 .
(2)(i)当斜率都存在且不为0时,
因为,
设直线 ,直线 ,,
由,得,,
同理得,,
故;
当斜率一个为0,一个不存在时,得;
综上可得为定值.
(ii)当斜率都存在且不为0时,
由(i)知,,
,
又,当且仅当时取等,
所以,
当斜率一个为0,一个不存在时,,
所以面积的取值范围为.
【点睛】方法点睛:可以直接列出等量关系式可以用直接法求轨迹方程,解题步骤为:
(1)根据已知条件及一些基本公式(两点间距离公式、点到直线的距离公式、直线斜率公式等);
(2)根据公式直接列出动点满足的等量关系式,从而得到轨迹方程;
(3)注意“多点”和“少点”,一般情况下,斜率和三角形顶点等约束条件.
试卷第1页,共3页
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