(通用版)2022高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 1.1 集合講義 理
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1、(通用版)2022高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 1.1 集合講義 理 1.集合的相關(guān)概念 (1)集合元素的三個(gè)特性:確定性、無序性、互異性?. (2)元素與集合的兩種關(guān)系:屬于,記為∈;不屬于,記為?. (3)集合的三種表示方法:列舉法、描述法、圖示法. (4)五個(gè)特定的集合: 集合 自然數(shù)集 正整數(shù)集 整數(shù)集 有理數(shù)集 實(shí)數(shù)集 符號(hào) N N*或N+ Z Q R 2.集合間的基本關(guān)系 表示 關(guān)系 文字語言 符號(hào)語言 記法 基本關(guān)系 子集 集合A的元素都是集合B的元素 x∈A?x∈B 真子集 集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一個(gè)元素
2、不屬于A A?B,且?x0∈B, x0?A AB或BA 相等 集合A,B的元素完全相同 A?B,B?A A=B 空集 不含任何元素的集合.空集是任何集合A的子集,是任何非空集合B的真子集 ?x,x??,??A,?B(B≠?) 3.集合的基本運(yùn)算 集合的并集 集合的交集 集合的補(bǔ)集 符號(hào)表示 A∪B A∩B 若全集為U,則集合A的補(bǔ)集為?UA? 圖形表示 意義 {x|x∈A,或x∈B} {x|x∈A,且x∈B} {x|x∈U,且x?A} 元素互異性,即集合中不可能出現(xiàn)相同的元素.此性質(zhì)常用于題目中對(duì)參數(shù)的取舍. 任
3、何集合是其自身的子集. (1)注意?,{0}和{?}的區(qū)別:?是集合,不含任何元素;{0}含有一個(gè)元素0;{?}含有一個(gè)元素?,且?∈{?}和??{?}都正確. (2)在涉及集合之間的關(guān)系時(shí),若未指明集合非空,則要考慮空集的可能性,如若A?B,則要考慮A=?和A≠?兩種可能. (1)求集合A的補(bǔ)集的前提是“A是全集U的子集”,集合A其實(shí)是給定的條件.從全集U中取出集合A的全部元素,剩下的元素構(gòu)成的集合即為?UA. (2)補(bǔ)集?UA是針對(duì)給定的集合A和U(A?U)相對(duì)而言的一個(gè)概念,一個(gè)確定的集合A,對(duì)于不同的集合U,它的補(bǔ)集不同. [熟記常用結(jié)論] 1.A?B,B?C?A?C;A
4、B,BC?AC. 2.含有n個(gè)元素的集合A={a1,a2,…,an}有2n個(gè)子集,有2n-1個(gè)真子集,有2n-2個(gè)非空真子集. 3.A∪?=A,A∪A=A,A∪B=B∪A,A?(A∪B),B?(A∪B). 4.A∩?=?,A∩A=A,A∩B=B∩A,A∩B?A,A∩B?B. 5.A∩B=A∪B?A=B. 6.A?B?A∩B=A?A∪B=B?(?UA)?(?UB)?A∩(?UB)=?. 7.(?UA)∩(?UB)=?U(A∪B),(?UA)∪(?UB)=?U(A∩B). 8.A∪?UA=U,A∩?UA=?,?U(?UA)=A,?AA=?,?A?=A. [小題查驗(yàn)基礎(chǔ)] 一、
5、判斷題(對(duì)的打“√”,錯(cuò)的打“×”) (1){x|x≤1}={t|t≤1}.( ) (2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.( ) (3)任何一個(gè)集合都至少有兩個(gè)子集.( ) (4)若A∩B=A∩C,則B=C.( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× 二、選填題 1.設(shè)集合A={x|-2≤x≤2},Z為整數(shù)集,則集合A∩Z中元素的個(gè)數(shù)是( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:選C A中包含的整數(shù)元素有-2,-1,0,1,2,共5個(gè),所以A∩Z中的元素個(gè)數(shù)為5. 2.已知集合A={y|y
6、=|x|-1,x∈R},B={x|x≥2},則下列結(jié)論正確的是( ) A.-3∈A B.3?B C.A∩B=B D.A∪B=B 解析:選C 由題意知A={y|y≥-1},B={x|x≥2},故A∩B={x|x≥2}=B. 3.設(shè)全集U={1,2,3,4},集合S={1,3},T={4},則(?US)∪T=( ) A.{2,4} B.{4} C.? D.{1,3,4} 解析:選A 由補(bǔ)集的定義,得?US={2,4},從而(?US)∪T={2,4},故選A. 4.集合{-1,0,1}共有________個(gè)子集. 解析:因?yàn)榧嫌?個(gè)元素,所以
7、集合共有23=8個(gè)子集. 答案:8 5.已知集合A={m+2,2m2+m},若3∈A,則m的值為________. 解析:由題意得m+2=3或2m2+m=3,則m=1或m=-.當(dāng)m=1時(shí),m+2=3且2m2+m=3,根據(jù)集合元素的互異性可知不滿足題意;當(dāng)m=-時(shí),m+2=,而2m2+m=3,故m=-. 答案:- 考點(diǎn)一 [基礎(chǔ)自學(xué)過關(guān)] 集合的含義及表示 [題組練透] 1.(2018·全國卷Ⅱ)已知集合A={(x,y)|x2+y2≤3,x∈Z,y∈Z},則A中元素的個(gè)數(shù)為( ) A.9 B.8 C.5 D.4 解析:選A 法一:將滿足x
8、2+y2≤3的整數(shù)x,y全部列舉出來,即(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(0,-1),(0,0),(0,1),(1,-1), (1,0),(1,1),共有9個(gè).故選A. 法二:根據(jù)集合A的元素特征及圓的方程在坐標(biāo)系中作出圖形,如圖,易知在圓x2+y2=3中有9個(gè)整點(diǎn),即為集合A的元素個(gè)數(shù),故選A. 2.若集合A={x∈R|ax2-3x+2=0}中只有一個(gè)元素,則a=( ) A. B. C.0 D.0或 解析:選D 當(dāng)a=0時(shí),顯然成立;當(dāng)a≠0時(shí),Δ=(-3)2-8a=0,即a=. 3.設(shè)a,b∈R,集合{1,a+b,a}=,則b-a=( ) A.1 B.
9、-1 C.2 D.-2 解析:選C 因?yàn)閧1,a+b,a}=,a≠0,所以a+b=0,則=-1,所以a=-1,b=1,所以b-a=2. 4.已知集合A={x∈N|1<x<log2k},若集合A中至少有3個(gè)元素,則k的取值范圍為( ) A.(8,+∞) B.[8,+∞) C.(16,+∞) D.[16,+∞) 解析:選C 因?yàn)榧螦中至少有3個(gè)元素,所以log2k>4,所以k>24=16,故選C. [名師微點(diǎn)] 與集合中的元素有關(guān)問題的求解策略 (1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含義,再看元素的限制條件,明白集合的類型,是數(shù)集、點(diǎn)集還是其他類型集合.
10、 (2)集合元素的三個(gè)特性中的互異性對(duì)解題的影響較大,特別是含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意檢驗(yàn)集合中的元素是否滿足互異性. 考點(diǎn)二 [師生共研過關(guān)] 集合的基本關(guān)系 [典例精析] (1)設(shè)P={y|y=-x2+1,x∈R},Q={y|y=2x,x∈R},則( ) A.P?Q B.Q?P C.?RP?Q D.Q??RP (2)已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m+1≤x≤2m-1},若B?A,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為________. [解析] (1)因?yàn)镻={y|y=-x2+1,x∈R}={y|y≤1},Q={y|y=2x,x∈R}={y|y>0},
11、所以?RP={y|y>1},所以?RP?Q,故選C. (2)∵B?A, ∴①若B=?,則2m-1<m+1,此時(shí)m<2. ②若B≠?,則解得2≤m≤3. 由①②可得,符合題意的實(shí)數(shù)m的取值范圍為(-∞,3]. [答案] (1)C (2)(-∞,3] 1.(變條件)在本例(2)中,若“B?A”變?yōu)椤癇A”,其他條件不變,如何求解? 解:∵BA, ∴①若B=?,成立,此時(shí)m<2. ②若B≠?,則或 解得2≤m≤3. 由①②可得m的取值范圍為(-∞,3]. 2.(變條件)在本例(2)中,若“B?A”變?yōu)椤癆?B”,其他條件不變,如何求解? 解:若A?B,則即所以m
12、的取值范圍為?. [解題技法] 1.集合間基本關(guān)系的2種判定方法和1個(gè)關(guān)鍵 兩種方法 (1)化簡集合,從表達(dá)式中尋找兩集合的關(guān)系; (2)用列舉法(或圖示法等)表示各個(gè)集合,從元素(或圖形)中尋找關(guān)系 一個(gè)關(guān)鍵 關(guān)鍵是看它們是否具有包含關(guān)系,若有包含關(guān)系就是子集關(guān)系,包括相等和真子集兩種關(guān)系 2.根據(jù)兩集合的關(guān)系求參數(shù)的方法 已知兩個(gè)集合之間的關(guān)系求參數(shù)時(shí),要明確集合中的元素,對(duì)子集是否為空集進(jìn)行分類討論,做到不漏解. (1)若集合元素是一一列舉的,依據(jù)集合間的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為解方程(組)求解,此時(shí)注意集合中元素的互異性; (2)若集合表示的是不等式的解集,常依據(jù)數(shù)軸轉(zhuǎn)化
13、為不等式(組)求解,此時(shí)需注意端點(diǎn)值能否取到. [過關(guān)訓(xùn)練] 1.設(shè)M為非空的數(shù)集,M?{1,2,3},且M中至少含有一個(gè)奇數(shù)元素,則這樣的集合M共有( ) A.6個(gè) B.5個(gè) C.4個(gè) D.3個(gè) 解析:選A 由題意知,M={1},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}. 2.已知集合A={1,2},B={x|x2+mx+1=0,x∈R},若B?A,則實(shí)數(shù)m的取值范圍為________. 解析:①若B=?,則Δ=m2-4<0,解得-2<m<2. ②若1∈B,則12+m+1=0, 解得m=-2,此時(shí)B={1},符合題意; ③若2∈B,則22+2m+1
14、=0, 解得m=-,此時(shí)B=,不合題意. 綜上所述,實(shí)數(shù)m的取值范圍為[-2,2). 答案:[-2,2) 考點(diǎn)三 [師生共研過關(guān)] 集合的基本運(yùn)算 [典例精析] (1)(2018·天津高考)設(shè)集合A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3},C={x∈R|-1≤x<2},則(A∪B)∩C=( ) A.{-1,1} B.{0,1} C.{-1,0,1} D.{2,3,4} (2)已知集合A={x|x2-x-12>0},B={x|x≥m}.若A∩B={x|x>4},則實(shí)數(shù)m的取值范圍是( ) A.(-4,3) B.[-3,4] C.(-3,4) D.(-
15、∞,4] [解析] (1)∵A={1,2,3,4},B={-1,0,2,3}, ∴A∪B={-1,0,1,2,3,4}. 又C={x∈R|-1≤x<2},∴(A∪B)∩C={-1,0,1}. (2)集合A={x|x<-3或x>4}, ∵A∩B={x|x>4},∴-3≤m≤4,故選B. [答案] (1)C (2)B [解題技法] 1.集合基本運(yùn)算的方法技巧 (1)當(dāng)集合是用列舉法表示的數(shù)集時(shí),可以通過列舉集合的元素進(jìn)行運(yùn)算,也可借助Venn圖運(yùn)算. (2)當(dāng)集合是用不等式表示時(shí),可運(yùn)用數(shù)軸求解.對(duì)于端點(diǎn)處的取舍,可以單獨(dú)檢驗(yàn). 2.集合的交、并、補(bǔ)運(yùn)算口訣 [過關(guān)訓(xùn)練
16、] 1.[口訣第1句]集合M={y|y=-x2,x∈R},N={x|x2+y2=2,x∈R},則M∩N=( ) A.{(-1,-1),(1,-1)} B.{-1} C.[-1,0] D.[-,0] 解析:選D 由y=-x2,x∈R,得y≤0,所以集合M=(-∞,0],由x2+y2=2,x∈R,得N=[-,],所以M∩N=[-,0],故選D. 2.[口訣第2句]若集合A={x|-1<x<1,x∈R},B={x|y=,x∈R},則A∪B=( ) A.[0,1) B.(-1,+∞) C.(-1,1)∪[2,+∞) D.? 解析:選C 由題意得B={x|x≥2},所以A∪B
17、={x|-1<x<1或x≥2}. 3.[口訣第3句]已知集合A={x|x2-x-2>0},則?RA=( ) A.{x|-1<x<2} B.{x|-1≤x≤2} C.{x|x<-1}∪{x|x>2} D.{x|x≤-1}∪{x|x≥2} 解析:選B ∵x2-x-2>0, ∴(x-2)(x+1)>0, ∴x>2或x<-1,即A={x|x>2或x<-1}. 則?RA={x|-1≤x≤2}.故選B. 4.設(shè)集合M={x|-1≤x<2},N={x|x<a},若M∩N≠?,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________. 解析:∵M(jìn)={x|-1≤x<2},N={x|x<a},且M∩N≠?,∴
18、a>-1. 答案:(-1,+∞) 考點(diǎn)四 [師生共研過關(guān)] 集合的新定義問題 [典例精析] (1)如圖所示的Venn圖中,A,B是兩個(gè)非空集合,定義集合A?B為陰影部分表示的集合.若x,y∈R,A={x|y=},B={y|y=3x,x>0},則A?B為( ) A.{x|0<x<2} B.{x|1<x≤2} C.{x|0≤x≤1或x≥2} D.{x|0≤x≤1或x>2} (2)給定集合A,若對(duì)于任意a,b∈A,有a+b∈A,且a-b∈A,則稱集合A為閉集合,給出如下三個(gè)結(jié)論: ①集合A={-4,-2,0,2,4}為閉集合; ②集合A={n|n=3k,k∈Z}為閉
19、集合; ③若集合A1,A2為閉集合,則A1∪A2為閉集合. 其中正確結(jié)論的序號(hào)是________. [解析] (1)因?yàn)锳={x|0≤x≤2},B={y|y>1},A∪B={x|x≥0},A∩B={x|1<x≤2},所以A?B=?A∪B(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2}. (2)①中,-4+(-2)=-6?A,所以①不正確;②中,設(shè)n1,n2∈A,n1=3k1,n2=3k2,k1,k2∈Z,則n1+n2∈A,n1-n2∈A,所以②正確;③中,令A(yù)1={n|n=3k,k∈Z},A2={n|n=k,k∈Z},則A1,A2為閉集合,但3k+k?(A1∪A2),故A1∪A2不是閉集合,所以
20、③不正確. [答案] (1)D (2)② [解題技法] 解決集合新定義問題的2個(gè)策略 緊扣新定義 先分析新定義的特點(diǎn),常見的新定義有新概念、新公式、新運(yùn)算和新法則等,把新定義所敘述的問題的本質(zhì)弄清楚,并能夠應(yīng)用到解題的過程中,這是解答新定義型問題的關(guān)鍵所在 用好集合的性質(zhì) 集合的性質(zhì)(集合中元素的性質(zhì)、集合的運(yùn)算性質(zhì)等)是解答集合新定義問題的基礎(chǔ),也是突破口,在解題時(shí)要善于從試題中發(fā)現(xiàn)可以使用集合性質(zhì)的一些條件,在關(guān)鍵之處用好集合的性質(zhì) [過關(guān)訓(xùn)練] 1.定義集合的商集運(yùn)算為=,已知集合A={2,4,6},B=,則集合∪B中的元素個(gè)數(shù)為( ) A.6 B.7 C.
21、8 D.9 解析:選B 由題意知,B={0,1,2}, =, 則∪B=, 共有7個(gè)元素,故選B. 2.設(shè)P和Q是兩個(gè)集合,定義集合P-Q={x|x∈P,且x?Q},如果P={x|log2x<1},Q={x||x-2|<1},那么P-Q=( ) A.{x|0<x<1} B.{x|0<x≤1} C.{x|1≤x<2} D.{x|2≤x<3} 解析:選B 由log2x<1,得0<x<2, 所以P={x|0<x<2}. 由|x-2|<1,得1<x<3, 所以Q={x|1<x<3}. 由題意,得P-Q={x|0<x≤1}. 一、題點(diǎn)全面練 1.已知集合M={x|x2+
22、x-2=0},N={0,1},則M∪N=( ) A.{-2,0,1} B.{1} C.{0} D.? 解析:選A 集合M={x|x2+x-2=0}={x|x=-2或x=1}={-2,1},N={0,1},則M∪N={-2,0,1}.故選A. 2.設(shè)集合A={x|x2-x-2<0},集合B={x|-1<x≤1},則A∩B=( ) A.[-1,1] B.(-1,1] C.(-1,2) D.[1,2) 解析:選B ∵A={x|x2-x-2<0}={x|-1<x<2},B={x|-1<x≤1},∴A∩B={x|-1<x≤1}.故選B. 3.設(shè)集合M={x|x=2k+
23、1,k∈Z},N={x|x=k+2,k∈Z},則( ) A.M=N B.M?N C.N?M D.M∩N=? 解析:選B ∵集合M={x|x=2k+1,k∈Z}={奇數(shù)},N={x|x=k+2,k∈Z}={整數(shù)},∴M?N.故選B. 4.設(shè)集合U={1,2,3,4,5},A={2,4},B={1,2,3},則圖中陰影部分所表示的集合是( ) A.{4} B.{2,4} C.{4,5} D.{1,3,4} 解析:選A 圖中陰影部分表示在集合A中但不在集合B中的元素構(gòu)成的集合,故圖中陰影部分所表示的集合是A∩(?UB)={4},故選A. 5.(2018·湖北天門等三地
24、3月聯(lián)考)設(shè)集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},則M中元素的個(gè)數(shù)為( ) A.3 B.4 C.5 D.6 解析:選B a∈{1,2,3},b∈{4,5},則M={5,6,7,8},即M中元素的個(gè)數(shù)為4,故選B. 二、專項(xiàng)培優(yōu)練 (一)易錯(cuò)專練——不丟怨枉分 1.已知集合M={x|y=lg(2-x)},N={y|y=+},則( ) A.M?N B.N?M C.M=N D.N∈M 解析:選B ∵集合M={x|y=lg(2-x)}=(-∞,2),N={y|y=+}={0},∴N?M.故選B. 2.(2019·皖南八校聯(lián)考)已
25、知集合A={(x,y)|x2=4y},B={(x,y)|y=x},則A∩B的真子集個(gè)數(shù)為( ) A.1 B.3 C.5 D.7 解析:選B 由得或 即A∩B={(0,0),(4,4)}, ∴A∩B的真子集個(gè)數(shù)為22-1=3. 3.已知集合P={y|y2-y-2>0},Q={x|x2+ax+b≤0}.若P∪Q=R,且P∩Q=(2,3],則a+b=( ) A.-5 B.5 C.-1 D.1 解析:選A 因?yàn)镻={y|y2-y-2>0}={y|y>2或y<-1}.由P∪Q=R及P∩Q=(2,3],得Q=[-1,3],所以-a=-1+3,b=-1×3,即a=-2,b=-3
26、,a+b=-5,故選A. 4.已知集合M=,集合N=,則( ) A.M∩N=? B.M?N C.N?M D.M∪N=M 解析:選B 由題意可知,M==,N=,所以M?N,故選B. 5.(2018·安慶二模)已知集合A={1,3,a},B={1,a2-a+1},若B?A,則實(shí)數(shù)a=( ) A.-1 B.2 C.-1或2 D.1或-1或2 解析:選C 因?yàn)锽?A,所以必有a2-a+1=3或a2-a+1=a. ①若a2-a+1=3,則a2-a-2=0,解得a=-1或a=2. 當(dāng)a=-1時(shí),A={1,3,-1},B={1,3},滿足條件; 當(dāng)a=2時(shí),A={1,3,2
27、},B={1,3},滿足條件. ②若a2-a+1=a,則a2-2a+1=0,解得a=1, 此時(shí)集合A={1,3,1},不滿足集合中元素的互異性,所以a=1應(yīng)舍去. 綜上,a=-1或2.故選C. 6.(2018·合肥二模)已知A=[1,+∞),B=,若A∩B≠?,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( ) A.[1,+∞) B. C. D.(1,+∞) 解析:選A 因?yàn)锳∩B≠?,所以解得a≥1. (二)難點(diǎn)專練——適情自主選 7.已知全集U={x∈Z|0<x<8},集合M={2,3,5},N={x|x2-8x+12=0},則集合{1,4,7}為( ) A.M∩(?UN) B.?U(
28、M∩N) C.?U(M∪N) D.(?UM)∩N 解析:選C 由已知得U={1,2,3,4,5,6,7},N={2,6},M∩(?UN)={2,3,5}∩{1,3,4,5,7}={3,5},M∩N={2},?U(M∩N)={1,3,4,5,6,7},M∪N={2,3,5,6},?U(M∪N)={1,4,7},(?UM)∩N={1,4,6,7}∩{2,6}={6},故選C. 8.(2018·日照聯(lián)考)已知集合M=,N=,則M∩N=( ) A.? B.{(4,0),(3,0)} C.[-3,3] D.[-4,4] 解析:選D 由題意可得M={x|-4≤x≤4},N={y|y∈R
29、},所以M∩N=[-4,4].故選D. 9.(2019·河南八市質(zhì)檢)在實(shí)數(shù)集R上定義運(yùn)算*:x*y=x·(1-y).若關(guān)于x的不等式x*(x-a)>0的解集是集合{x|-1≤x≤1}的子集,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( ) A.[0,2] B.[-2,-1)∪(-1,0] C.[0,1)∪(1,2] D.[-2,0] 解析:選D 依題意可得x(1-x+a)>0.因?yàn)槠浣饧癁閧x|-1≤x≤1}的子集,所以當(dāng)a≠-1時(shí),0<1+a≤1或-1≤1+a<0,即-1<a≤0或-2≤a<-1.當(dāng)a=-1時(shí),x(1-x+a)>0的解集為空集,符合題意.所以-2≤a≤0. 10.非空數(shù)集A滿足:
30、(1)0?A;(2)若?x∈A,有∈A,則稱A是“互倒集”.給出以下數(shù)集: ①{x∈R|x2+ax+1=0}; ②{x|x2-4x+1<0}; ③; ④. 其中“互倒集”的個(gè)數(shù)是( ) A.4 B.3 C.2 D.1 解析:選C 對(duì)于①,當(dāng)-2<a<2時(shí)為空集,所以①不是“互倒集”;對(duì)于②,{x|x2-4x+1<0}={x|2-<x<2+},所以<<,即2-<<2+,所以②是“互倒集”;對(duì)于③,y′=≥0,故函數(shù)y=是增函數(shù),當(dāng)x∈時(shí),y∈[-e,0),當(dāng)x∈(1,e]時(shí),y∈,所以③不是“互倒集”;對(duì)于④,y∈∪=且∈,所以④是“互倒集”.故選C. 11.已知集合A=
31、{x|3≤3x≤27},B={x|log2x>1}. (1)分別求A∩B,(?RB)∪A; (2)已知集合C={x|1<x<a},若C?A,求實(shí)數(shù)a的取值范圍. 解:(1)∵3≤3x≤27,即31≤3x≤33, ∴1≤x≤3,∴A={x|1≤x≤3}. ∵log2x>1,即log2x>log22, ∴x>2,∴B={x|x>2}. ∴A∩B={x|2<x≤3}. ∴?RB={x|x≤2}, ∴(?RB)∪A={x|x≤3}. (2)由(1)知A={x|1≤x≤3},C?A. 當(dāng)C為空集時(shí),滿足C?A,a≤1; 當(dāng)C為非空集合時(shí),可得1<a≤3. 綜上所述,實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,3].
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