高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)(基礎(chǔ)知識(shí)+高頻考點(diǎn)+解題訓(xùn)練)直線、平面平行的判定及性質(zhì)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第四節(jié)直線、平面平行的判定及性質(zhì)

1基礎(chǔ)卻織妥打牢強(qiáng)雙基I固本源I得基礎(chǔ)分I掌握程度

[知識(shí)能否憶起]

一、直線與平面平行

1.判定定理

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言

平面外一條直線與此平

-------------------Q6ua}=>a

判定定理酗的一條直線平行,則6〃aJ

直線與此平面平行Z_/

//。

2.性質(zhì)定理

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言

一條直線與一個(gè)平面平a”a]

行,則過(guò)這條直線的任>=a

性質(zhì)定理

一平面與此平面的交線Qn£二團(tuán)

與該直線平行//b

二、平面與平面平行

1,判定定理

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言

-ua、

一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交Zxza

判定定理直線與另一個(gè)平面平^<7aCb=P》

行,則這兩個(gè)平面平行a〃£

0aIIB

2.兩平面平行的性質(zhì)定理

文字語(yǔ)言圖形語(yǔ)言符號(hào)語(yǔ)言

如果兩個(gè)平行平面同時(shí)

4G-二J>0a

性質(zhì)定理和第三個(gè)平面相交,那3J3y-b}

么它們的交線平行

//b

[小題能否全?。?/p>

1.(教材習(xí)題改編)下列條件中,能作為兩平面平行的充分條件的是()

A.一個(gè)平面內(nèi)的一條直線平行于另一個(gè)平面

B.一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線平行于另一個(gè)平面

C.一個(gè)平面內(nèi)有無(wú)數(shù)條直線平行于另一個(gè)平面

D.一個(gè)平面內(nèi)任何一條直線都平行于另一個(gè)平面

解析:選D由面面平行的定義可知,一平面內(nèi)所有的直線都平行于另一個(gè)平面時(shí),兩平面才能平行,

故D正確.

2.已知直線a,b,平面則以下三個(gè)命題:

①若a//b,ka,則a//a;

②若a〃瓦a//at則b//a;

③若a〃a,b//at貝I]a〃&

其中真命題的個(gè)數(shù)是()

A.0B.1

C.2D.3

解析:選A對(duì)于命題①,若a//b,bua,則應(yīng)有a〃。或aua,所以①不正確;

對(duì)于命題②,若a〃〃a〃。,則應(yīng)有6〃。或6ua,因此②也不正確;

對(duì)于命題③,若a〃。,b//a,則應(yīng)有a〃力或a與6相交或a與力異面,因此③也不正確.

3.(教材習(xí)題改編)若一直線上有相異三個(gè)點(diǎn)4B,C到平面a的距離相等,那么直線,與平面。的

位置關(guān)系是()

k.1//aB.21

C.1與a相交且不垂直D./〃。或Jua

解析:選D由于)上有三個(gè)相異點(diǎn)到平面a的距離相等,則/與a可以平行,7ca時(shí)也成立.

4.平面。〃平面£,aua,6u£,則直線a,力的位置關(guān)系是一

解析:由可知,a,力的位置關(guān)系是平行或異面.

答案:平行或異面

5.(-衡陽(yáng)質(zhì)檢)在正方體/g-4區(qū)G〃中,£是加的中點(diǎn),則被與平面/位的位置關(guān)系為

解析:如圖.

連接4C切交于。點(diǎn),連接物因?yàn)槿纭ㄏ?,而?u平面43;

ACE,所以被〃平面/密

答案:平行

1.平行問(wèn)題的轉(zhuǎn)化關(guān)系:

線〃線|判定歌|線〃面|耨畫〃面「性質(zhì)

2.在解決線面、面面平行的判定時(shí),一般遵循從“低維”到“高維”的轉(zhuǎn)化,即從“線線平行”到

“線面平行”,再到“面面平行”;而在性質(zhì)定理的應(yīng)用中,其順序恰好相反,但也要注意,轉(zhuǎn)化的方向

總是由題目的具體條件而定,決不可過(guò)于“模式化”.

3.輔助線(面)是求證平行問(wèn)題的關(guān)鍵,注意平面幾何中位線,平行四邊形及相似中有關(guān)平行性質(zhì)的

應(yīng)用.

后高頻考點(diǎn)要通關(guān)抓考點(diǎn)|學(xué)技法|得拔高分|掌握程度

線面平行、面面平行的基本問(wèn)題

3

典題導(dǎo)入

[例1](?福建高考)如圖,正方體N65-46K"中,/6=2,點(diǎn)£為/〃的中點(diǎn),

點(diǎn)尸在切上.若必〃平面然心則線段所的長(zhǎng)度等于一—"-17

[自主解答]因?yàn)橹本€廝〃平面夕七平面/比且平面/8CC平面ABCD=

4;B,

AC,所以小7/C又因?yàn)辄c(diǎn)£是的的中點(diǎn),所以戶是如的中點(diǎn),由中位線定理可得第

又因?yàn)樵谡襟w力加力-/心偌中,AB=2、所以〃=2/.所以必=小.

[答案]木

?>一題多變

本例條件變?yōu)椤啊晔侵悬c(diǎn),F(xiàn),G,〃N分別是44,AM,9與"4的中點(diǎn),若〃在四邊形斷掰

及其內(nèi)部運(yùn)動(dòng)”,則〃滿足什么條件時(shí),有歷必平面

解:如圖,

?.?嬲/平面44GC

£加平面AAGC,

又GNCEG=G,

,平面£6力〃平面/4GC

當(dāng)〃在線段必上運(yùn)動(dòng)時(shí),恒有加/平面AAGC.

由題悟法

解決有關(guān)線面平行、面面平行的基本問(wèn)題要注意:

(1)判定定理與性質(zhì)定理中易忽視的條件,如線面平行的判定定理中條件線在面外易忽視.

(2)結(jié)合題意構(gòu)造或繪制圖形,結(jié)合圖形作出判斷.

(3)舉反例否定結(jié)論或用反證法推斷命題是否正確.

以題試法

1.(1)(?浙江高三調(diào)研)已知直線/〃平面a,PEa,那么過(guò)點(diǎn)戶且平行于直線1的直線()

A.只有一條,不在平面a內(nèi)

B.有無(wú)數(shù)條,不一定在平面。內(nèi)

C,只有一條,且在平面a內(nèi)

D.有無(wú)數(shù)條,一定在平面。內(nèi)

解析:選C由直線,與點(diǎn)尸可確定一個(gè)平面£,且平面。,£有公共點(diǎn),因此它們有一條公共直

線,設(shè)該公共直線為〃,因?yàn)?〃。,所以/〃〃,故過(guò)點(diǎn)戶且平行于直線,的直線只有一條,且在平面。

內(nèi).

(2)(?濰坊模擬)已知僅n,Ji,上表示直線,a,£表示平面.若辦=a,nua,,u£,kuB,

znL二〃則。〃£的一個(gè)充分條件是()

A.m//8且21/7aB.m//B且n//B

C.0〃£且n//hD.支n"L

解析:選D由定理“如果一個(gè)平面內(nèi)有兩條相交直線分別與另一個(gè)平面平行,那么這兩個(gè)平面平行”

可得,由選項(xiàng)D可推知?!ā?

直線與平面平行的判定與性質(zhì)

典題導(dǎo)入

[例2](?遼寧高考)如圖,直三棱柱A6C-?B'C,乙BAC=90°

AB=AC沖,AA'=1,點(diǎn)現(xiàn)"分別為2萬(wàn)和夕C的中點(diǎn).

⑴證明:仞稼平面?ACC;

(2)求三棱錐卬的體積.(錐體體積公式上;S力,其

中S為底面面

0

積,力為高)

[自主解答]⑴證明:法一:連接四'、然',因?yàn)辄c(diǎn)眼分別是/6和

B'C的中點(diǎn),

所以點(diǎn)〃為的中點(diǎn).

又因?yàn)辄c(diǎn)“為引。'的中點(diǎn),

所以感.

又脈:平面HACC

ACu平面/ACC

因此朋%平面/ACC.

法二:取/夕的中點(diǎn)A連接眥

而點(diǎn)M“分別為與aC的中點(diǎn),所以腿〃44',PN//

所以此7平面/ACC,剛/平面⑷ACC.又MPCPN=P、

因此平面胺八必平面A'ACC'.而Mt平面MPN,

因.此網(wǎng)科平面ACC.

⑵法一:連接BN,由題意得A'NLB'C,平面A'B'CC平面夕BCC=B'C,所以/N

平面NBC.

1

又^

2--

11

以%

2--2-

6

11

法-%

-2--一6

由題悟法

利用判定定理證明線面平行的關(guān)鍵是找平面內(nèi)與已知直線平行的直線,可先直觀判斷平面內(nèi)是否已

有,若沒(méi)有,則需作出該直線,??紤]三角形的中位線、平行四邊形的對(duì)邊或過(guò)已知直線作一平面找其交

線.

以題試法

2.(-淄博模擬)如圖,在棱長(zhǎng)為2的正方體力順-4合4”中,E,F分別是

BD,陽(yáng)的中點(diǎn).

(1)求證:砂〃平面4區(qū)必;

⑵求證:EFVAIX.

解:(1)在正方體4兆。-4合4"中,連接合"

在平面陽(yáng)〃內(nèi),E,F分■別為BD,郎的中點(diǎn),

EF//RD.

又,:BJX平面461az

EK平面48iC?,

.?.用7平面4笈以

(2)?.?/6切-446;〃1是正方體,

ADi_LA\D^AD\J_A\B\.

又A\DC\AiBi—Ai,

.?)〃_L平面AiBiD.

:.ADi1BiD.

又由⑴知,EF//B.D,:.EFLAIX.

■3平面與平面平行的判定與性質(zhì)

典題導(dǎo)入

[例3]如圖,已知/靦-/心G〃是棱長(zhǎng)為3的正方體,點(diǎn)£在上,點(diǎn)尸在

絡(luò)上,G在掰上,且/£=閱=區(qū)6=1,〃是81G的中點(diǎn).

(1)求證:E,B,F,a四點(diǎn)共面;

(2)求證:平面4齦平面BEEF.

[自主解答]⑴在正方形加話歷中,

?.?但AG=1,

:.BG=A、E=2,

:.BG糠AiE.

,四邊形4凝是平行四邊形.

:.A,G//BE.

又GF^BG

,四邊形GA祝是平行四邊形.

?,.FGC\B\D\A\.

四邊形4館是平行四邊形.

4G太夾D\F.

DiF^kEB.

故gB,F,〃四點(diǎn)共面.

3

⑵?.?〃是Be的中點(diǎn),.?.笈〃二,

RG2

又BIG=1,=

D\no

FC2

又初二可,且乙FCB=LGB1H=90°

DCO

:.XBiHGsXCBF.

:.乙氏GH=ACFB=乙FBG.

:.HG//FB.

.:Gift面FBE%,FBu面FBEa:.GH"畫BEDE

由⑴知A.G//BE,AM面FBEDltBEu面FBED,,

:.A\G"面BEDE

且用A4G=G,

平面4處〃平面版E

由題悟法

常用的判斷面面平行的方法

(1)利用面面平行的判定定理;

⑵面面平行的傳遞性(。〃£,£〃yna〃z);

(3)利用線面垂直的性質(zhì)a,a〃⑶.

以題試法

3.(?北京東城二模)如圖,矩形劃他所在的平面與直角梯形物GV入所在的平面

互相垂直,MB//NC,MNVMB.

⑴求證:平面/場(chǎng)〃平面〃m;i

⑵若〃。俗求證:6A4C,二二二二苴%

證明:⑴因?yàn)镸B//NC,MBi平面DNC,NCu平面DNC、

所以俯〃平面小

又因?yàn)樗倪呅?曲以為矩形,所以Ml〃回

又平面DNC,DNu平面DNC.

所以例〃平面例C

又MACMB=M,且例,奶U平面/物,

所以平面/如〃平面

(2)因?yàn)樗倪呅未ㄋ蔷匦危?/p>

所以刑U就

因?yàn)槠矫骊?yáng)洶_L平面儂雙且平面4WC平面崎V二帆

所以/〃!.平面歷死

因?yàn)锽Cu平面仍M

所以AMVBC.

因?yàn)殛L8cMCCiAM^M,

所以6C_L平面/必

因?yàn)锳Cci平面AMC、

所以笈UC

卻?解SSilll練要高型—、,,抓速度|抓規(guī)范|拒絕眼高手低|掌握程度

A級(jí)全員必做題

1.(?浙江模擬)已知直線必平面直線〃u平面£,則下列命題正確的是()

A.若n//a,則a〃£B.若a_L£,則m.//n

C.若ml〃,貝(Ja〃£D.若a〃£,貝(Jml.n

解析:選D由m_La,a〃£,nuB=

2.平面?!ㄆ矫妗甑囊粋€(gè)充分條件是()

A,存在一條直線a,alla、a〃£

B.存在一條直線a,aua、a〃£

C.存在兩條平行直線a,b,aua,bu。,a〃£,b//a

D.存在兩條異面直線a,b,aua,bu£,a//£,b//a

解析:選D若an£=J,a//l,聞a,聞£,a〃a,a〃£,故排除A.若aA£=/,aua,

a//1,則a〃a故排除B.若aC8=1、aua、a〃1,kB,b//1,則?!á莃//a,故排除C.

3.如圖,正方體/笈切-481G〃中,E,尸分別為棱/及CG的中點(diǎn),-在平面

/微4內(nèi)且與平面〃斯平行的直線()

A,不存在B.有1條

C.有2條D.有無(wú)數(shù)條

解析:選D由題設(shè)知平面A皿4與平面"砂有公共點(diǎn)a,由平面的基本性質(zhì)中的公理知必有過(guò)該點(diǎn)

的公共直線在平面內(nèi)與/平行的線有無(wú)數(shù)條,且它們都不在平面〃哥'內(nèi),由線面平行的判定定

理知它們都與平面〃川平行.

4.(?浙江模擬)已知a,B,7是三個(gè)不重合的平面,a,6是兩條不重合的直線,有下列三個(gè)條件:

①a〃r,bu8;②a〃y,b//P;③6〃£,auy.如果命題"aCl£=a,be.r,且________貝Ua

//bn為真命題,則可以在橫線處填入的條件是()

A.①或②B.②或③

C.①或③D.只有②

解析:選C由定理“一條直線與一個(gè)平面平行,則過(guò)這條直線的任一平面與此平面的交線與該直線

平行”可得,橫線處可填入條件①或③,結(jié)合各選項(xiàng)知,選C.

5.(?開封模擬)如圖所示,在空間四邊形4?切中,E,尸分別為邊AAB,4?上的

點(diǎn),且四:旗=/6:4=1:4,又從G分別為比;切的中點(diǎn),則()/]\\\

A.初〃平面瓦紹且四邊形藥詡是矩形

B.廝〃平面及力,且四邊形以詡是梯形H^y

c

C,%〃平面ABD,且四邊形明如是菱形

D.幽7平面ADC,且四邊形互即是平行四邊形

解析:選B由〃:旗=/G加=1:4知EF庭BD、:.EF〃面BCD.又H,G分別為BC,切的中點(diǎn),

:.HG鼎BD,:.EF〃HG旦EF#HG.

四邊形即第是梯形.

6.(?山西四校聯(lián)考)在空間內(nèi),設(shè)/,m,〃是三條不同的直線,a,£,尸是三個(gè)不同的平面,則

下列命題中為假命題的是()

A.ff1r,£_!_/,acS=1,貝(]J_Lz

B./〃a,/〃£,aCS=m,則/〃0

C.aCS=1,8Cy=Cla=n,1//m,貝IJ1//n

D.?1r,1r,貝IJa_L£或?!ā?/p>

解析:選D對(duì)于A,?.?如果兩個(gè)相交平面均垂直于第三個(gè)平面,那么它們的交線垂直于第三個(gè)平面,

,該命題是真命題;對(duì)于B,?.?如果一條直線平行于兩個(gè)相交平面,那么該直線平行于它們的交線,.??該

命題是真命題;對(duì)于C,?.?如果三個(gè)平面兩兩相交,有三條交線,那么這三條交線交于一點(diǎn)或相互平行,

,該命題是真命題;對(duì)于D,當(dāng)兩個(gè)平面同時(shí)垂直于第三個(gè)平面時(shí),這兩個(gè)平面可能不垂直也不平行,,D

不正確.

7.設(shè)a,6為空間的兩條直線,a,£為空間的兩個(gè)平面,給出下列命題:

①若a〃a,a〃昆則?!ā辏虎谌鬭,。,alS、則。〃£;

③若a〃。,bHa、貝IJa〃切④若a,a,bla,則a〃6.

上述命題中,所有真命題的序號(hào)是.

解析:①錯(cuò)誤.因?yàn)?。與£可能相交;③錯(cuò)誤.因?yàn)橹本€a與6還可能異面、相交.

答案:②④

8.已知平面?!ā辏?。且甩£,過(guò)點(diǎn)戶的直線加與a,£分別交于4"過(guò)點(diǎn)戶的直線〃與

a,£分別交于8,D,且⑸=6,AC=9,如=8則劭的長(zhǎng)為

解析:如圖1,???〃n劭=?,

經(jīng)過(guò)直線NC與M可確定平面PCD.

:a〃£,aC平面尸切=/及6c平面99=/

:.AB//CD.

PAPB6S-BD

-'-AC=Bff即yR.

24

BD--.

5

如圖2,同理可證46〃az

PAPB6BD-3

???汗=歷即十

:.BD=24.

24

綜上所述,劭二三或24.

o

94

答案:三或24

O

9.(?浙江模擬)下列四個(gè)正方體中,46為正方體的兩個(gè)頂點(diǎn),M,N,P分別為其所在棱的中點(diǎn),

能得出直線加〃平面力訓(xùn)的圖形的序號(hào)是.(寫出所有符合要求的圖形序號(hào))

解析:對(duì)于①,注意到該正方體的經(jīng)過(guò)直線位?的側(cè)面與平面施平行,因此直線平行于平面MNP;

對(duì)于②,注意到直線46和過(guò)點(diǎn)A的一個(gè)與平面9P平行的平面相交,因此直線46與平面9P相交;對(duì)于

③,注意到直線4?與妨平行,且直線"3位于平面叱外,因此直線4?與平面叱平行;,對(duì)于④,易知

此時(shí)與平面團(tuán)年相交.綜上所述,能得出直線4?平行于平面叱的圖形的序號(hào)是①③.

答案:①③

10.(?西安模擬)如圖,也垂直于矩形465所在平面,CE//DF,乙DEF=90°.

(1)求證:龍〃平面/斯;

⑵若矩形被/的一邊加=/,EF=2小,則另一邊相的長(zhǎng)為何值時(shí),三棱錐F

-〃應(yīng)的體積為小?

解:⑴證明:過(guò)點(diǎn)£作切的平行線交加于點(diǎn)X連接AM.

因?yàn)镃E//DF,

所以四邊形6W是平行四邊形.

可得EM=CDnEM//CD,

于是四邊形BEMA也是平行四邊形,

所以有班'〃液

而川仁平面ADFyBEX平面ADF,

所以龐〃平面/跖

⑵由"=2小EM=AB=^3,

得取=3且4好^=30。.

由4頌=90°可得功=4,

從而得DE-2.

BC1CD,BCLFD,

所以夕C_L平面CDFE.

所以,VF-BDE—Vs-DEF~T5ADEFXBC.

因?yàn)镾〉DEF=

3

所以BC=?.

3

綜上當(dāng)6c=5時(shí),三棱錐尸-叱的體積為也.

11.如圖,在直四棱柱/灰力-G〃中,底面ABCD為等腰梯形,AB//CD,且48=

2CD、在棱48上是否存在一點(diǎn)元使平面口必力平面ADD1A?若存在,求點(diǎn)F的位置;

若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

解:存在這樣的點(diǎn)尸,使平面&生〃平面此時(shí)點(diǎn)F為AB的中點(diǎn),證明如

下:

-:AB//CD,AB=2CD、

.?/尸觸切,,四邊形如切是平行四邊形,

:.AD//CF.

又加t平面助麗平面42ZM.

必〃平面ADD,A,.

又CC\"皿CGC平面皿

DDid平面ADDiAi,

:.CG〃平面ADD1Ai,

又CG,CFu平面CKF,CGnCF=C,

平面C\CF//平面ADDiAi.

12.(?濰坊二模)如圖,點(diǎn)C是以4?為直徑的圓上一點(diǎn),直角梯形8CDE所在

平面與圓。所在平面垂直,豆DE”BC,DC1BC,DE=^BC=2,AC=CD

=3.

⑴證明:£0〃平面/切;

⑵證明:平面平面為如;

⑶求三棱錐月的體積.

解:⑴證明:如圖,取a1的中點(diǎn)可連接豳M(fèi)E.

在△/回中,。為的中點(diǎn),"為%的中點(diǎn),

0M//AC.

在直角梯形被應(yīng)中,DE//BC,且DE=*C=CM,

.??四邊形加以為平行四邊形..??創(chuàng)〃加

平面加?!ㄆ矫鍭CD,

又,/Eg平面EMO,

平面42Z

⑵證明:???。在以加為直徑的圓上,?./ABC

又?.?平面犯如_L平面平面比班D平面2回二比:

???/UL平面BCDE.

又,「/比平面ACD,

平面ACDL平面BCDE.

⑶由⑵知/UL平面寬宏

11

又〈SABDE-'^'XDEX6Z?=~X2X3=3,

1,1

VE-ABD—VA-BDE—-XS△破XZC=gX3X3二3.

B級(jí)重點(diǎn)選做題

1■若平面a〃平面£,直線a〃平面a,點(diǎn)8G£,則在平面£內(nèi)與過(guò)8點(diǎn)的所有直線中()

A.不一定存在與a平行的直線

B.只有兩條與a平行的直線

C.存在無(wú)數(shù)條與a平行的直線

D.存在唯一與a平行的直線

解析:選A當(dāng)直線a在平面£內(nèi)且經(jīng)過(guò)8點(diǎn)時(shí),可使a〃平面a,但這時(shí)在平面£內(nèi)過(guò)8點(diǎn)的所

有直線中,不存在與a平行的直線,而在其他情況下,都可以存在與a平行的直線.

2.(*南寧二模)如圖所示,在四面體力6切中,M,“分別是

則四面體的四個(gè)面中與4V平行的是.

解析:連接4〃并延長(zhǎng),交切于瓦連接剛并延長(zhǎng)交CD于F,

EMEN\

知,E,戶重合為一點(diǎn),且該點(diǎn)為切的中點(diǎn)£,由正=拓=5,得腸必

M/11\DN

平面/a1且加〃平面ABD.

答案:平面ABC,平面ABD

3.(?北京東城區(qū)模擬)一個(gè)多面體的直觀圖和三視圖如圖所示,其中幽”分別是4?,"C的中點(diǎn),

G是勿7上的一動(dòng)點(diǎn).

俯視圖

(1)求該多面體的體積與表面積;

⑵求證:GN1AC]

⑶當(dāng)戶時(shí),在棱加上確定一點(diǎn)尸,使得平面砥并給出證明.

解:⑴由題中圖可知該多面體為直三棱柱,在△/所中,AD1DF,DF二AD=DC=a,

所以該多面體的體積為最

表面積為1a~X2+y/2a2+a+a=(3+,\y2)a.

⑵連接龍,F(xiàn)N、由四邊形力8切為正方形,且“為的中點(diǎn)知N,〃三點(diǎn)共

線,且隴

又,:FD1AD、FDICD,

ADQCD=D,

二切_L平面ABCD.

':ACa平面ABCD,:.FD1.AC,

又DNCFD=D、

?,W平面儂

又圖e平面沖

;.GNIAC.

(3)點(diǎn)P與點(diǎn)/重合時(shí),夕〃平面磁:

取先的中點(diǎn)〃連接笫GA,MH.

??,G是加的中點(diǎn),

GH^CD.

又〃是熊的中點(diǎn),

:.AM^CD.

:.GH//AM^_GH=AM.

,四邊形GHMA是平行四邊形.

GA//MH.

■:MHu平面FMC、GA(1平面FMC,

.?.劭〃平面砥即當(dāng)點(diǎn)戶與點(diǎn)力重合時(shí),配〃平面磁:

I§標(biāo)各選題I

1.已知見(jiàn)n,1

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