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文檔簡介

第87講二項式定理

知識梳理

知識點1、二項式展開式的特定項、特定項的系數問題

(1)二項式定理

一般地,對于任意正整數”,都有:

nrr

(a+6)'=£"+£1%++Cna-b++C;b"(neN*),

這個公式所表示的定理叫做二項式定理,等號右邊的多項式叫做(a+6)"的二項展開式.

式中的做二項展開式的通項,用表示,即通項為展開式的第廠+1項:

其中的系數C:(r=0,1,2,n)叫做二項式系數,

(2)二項式(。+力”的展開式的特點:

①項數:共有〃+1項,比二項式的次數大1;

②二項式系數:第r+1項的二項式系數為C:,最大二項式系數項居中;

③次數:各項的次數都等于二項式的幕指數字母。降幕排列,次數由“到0;字母

b升用排列,次

數從0到",每一項中,a,6次數和均為";

④項的系數:二項式系數依次是C;,C:,C3…,G;,…,a,項的系數是。與6的系數

(包括二項式系

數).

(3)兩個常用的二項展開式:

①(。-3"=C:a"-C:a"”++(-l)JC;a"-7/++(-1)"-C;;Z>"(nGN*)

@(l+.r)"=1+C,>+C>2++C,X++xn

(4)二項展開式的通項公式

二項展開式的通項:Tz=C;a"-b,(r=0,1,2,3,

公式特點:①它表示二項展開式的第r+1項,該項的二項式系數是

②字母6的次數和組合數的上標相同;

③。與人的次數之和為

注意:①二項式(a+b)"的二項展開式的第r+l項和3+0”的二項展開式的第

什1項優是有區別的,應用二項式定理時,其中的。和6是不能隨便交換位置的.

②通項是針對在(。+6)"這個標準形式下而言的,如(a-6)"的二項展開式的通項是

=(-l)'C/i〃(只需把-6看成6代入二項式定理).

2、二項式展開式中的最值問題

(1)二項式系數的性質

①每一行兩端都是1,即c:=c:;其余每個數都等于它“肩上”兩個數的和,即

1n

_c“-1_|_c

②對稱性每一行中,與首末兩端“等距離”的兩個二項式系數相等,即C:=C廠.

③二項式系數和令0=6=1,則二項式系數的和為

C;+C:+Q++£;++C:=2",變形式C;+C;++C;++C:=2"-1.

④奇數項的二項式系數和等于偶數項的二項式系數和在二項式定理中,令

a=lfb=—lf

則C:-C:+C:-C:++(-l)nq=(l-l)"=0,

從而得到:C;+C;+C:…+C丁+…=C:+C;++。;川+…=,2"=2"T.

⑤最大值:

如果二項式的幕指數”是偶數,則中間一項7;的二項式系數存最大;

-4-1

2

n—1〃+1

如果二項式的嘉指數”是奇數,則中間兩項Tn+l的二項式系數G/,c3相等

————+1

22

且最大.

(2)系數的最大項

求(a+云)"展開式中最大的項,一般采用待定系數法.設展開式中各項系數分別為

A

A,4,…,4向,設第r+l項系數最大,應有,從而解出廠來.

A

知識點3、二項式展開式中系數和有關問題

常用賦值舉例:

rr

(1)設(。+/?)"=d優+&/-%++c^a"-b++C:b",

二項式定理是一個恒等式,即對。,。的一切值都成立,我們可以根據具體問題的需

要靈活選取。,6的值.

①令U可得:2"=C>C*++C;

②令。=1,6=1,可得:0=C;Y+C:-C:+(-l)"C,即:

c:+c:++c;=c;+c:++Cf(假設〃為偶數),再結合①可得:

C:+C;++C;=C:+C;++C;T=2—

(2)若/(x)=a/'+%_/"_+6_2%"-2++qx+a(),貝I

①常數項:令x=0,得%=/(0).

②各項系數和:令x=l,得/'(1)=4+/+/++a?-i+a?-

③奇數項的系數和與偶數項的系數和

(/)當〃為偶數時,奇數項的系數和為4+的+%+/⑴7T);

偶數項的系數和為0+/+%+J⑴7f.

(可簡記為:〃為偶數,奇數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)

(ii)當〃為奇數時,奇數項的系數和為4+%+%+J⑴7T);

偶數項的系數和為q+生+膽+=>⑴7T).

(可簡記為:〃為奇數,偶數項的系數和用“中點公式”,奇偶交錯搭配)

若/(尤)=g+a3+出/+++。“無陵,同理可得.

注意:常見的賦值為令x=0,x=l或x=-l,然后通過加減運算即可得到相應的結

果.

必考題型全歸納

題型一:求二項展開式中的參數

例1.(2024?河南鄭州?統考模擬預測)(彳-、的展開式中的常數項與(尤一:+展開

式中的常數項相等,則。的值為()

A.-3B.-2C.2D.3

例2.(2024?四川成都?成都實外校考模擬預測)已知的展開式中存在常數

項,則〃的可能取值為()

A.4B.5C.6D.8

‘以-jj展開式中的常數項為一160,則〃=()

例3.(2024?全國?高三專題練習)

A.-1B.1C.i1D.2

變式1.(2024?全國?高三專題練習)已知+的展開式中的常數項為-160,則實數

。二()

A.2B.-2C.8D.-8

變式2.(2024?全國?高三專題練習)已知[6一的展開式中第3項是常數項,則〃=

()

A.6B.5C.4D.3

【解題方法總結】

在形如(依加+6招嚴的展開式中求的系數,關鍵是利用通項求廠,貝Ur=迺二.

m—n

題型二:求二項展開式中的常數項

例4.(2024?重慶南岸?高三重慶第二外國語學校校考階段練習)已知。>0,二項式

6

1+的展開式中所有項的系數和為64,則展開式中的常數項為()

A.36B.30C.15D.10

例5.(2024?山西朔州?高三懷仁市第一中學校校考階段練習)二項式,右-十]的展

開式中的常數項為()

A.1792B.-1792C.1120D.-1120

例6.(2024?北京房山?高三統考開學考試)(--46的展開式中的常數項是()

X

A.240B.-240C.15D.-15

變式3.(2024?貴州貴陽?高三貴陽一中校考開學考試)+的展開式中的

常數項為()

A.-20B.20C.-10D.10

若口+藍

變式4.(2024?全國?高三專題練習)〃eN*)的展開式中存在常數項,則

5)

?=()

A.2M左eN*)B.3M左eN*)C.5碎eN*)D,7M丘N*)

變式5.(2024?全國?高三對口高考)若(岳+(weN*)展開式中含有常數項,貝U〃

的最小值是()

A.2B.3C.12D.10

【解題方法總結】

寫出通項,令指數為零,確定r,代入.

題型三:求二項展開式中的有理項

例7.(2024?全國?高三專題練習)在-而『的展開式中,有理項的系數為()

A.-10B.-5C.5D.10

例8.(2024?全國?高考真題)二項式(&+可)5。的展開式中系數為有理數的項共有

()

A.6項B.7項C.8項D.9項

例9.(2024?江西南昌?高三統考階段練習)卜-乎]的展開式中所有有理項的系數和

為()

A.85B.29C.-27D.-84

變式6.(2024?四川瀘州?高三四川省瀘縣第四中學校考階段練習)二項式[也+{]

展開式中,有理項共有()項.

A.3B.4C.5D.7

變式7.(2024?安徽宣城?高三統考期末)在二項式124+的展開式中,有理項共

有()

A.3項B.4項C.5項D.6項

變式8.(2024?全國?高三專題練習)若(3?匠-2人)"的展開式中有且僅有三個有理

項,則正整數”的取值為()

A.4B.6或8C.7或8D.8

【解題方法總結】

先寫出通項,再根據數的整除性確定有理項.

題型四:求二項展開式中的特定項系數

例10.(2024?四川成都?校聯考模擬預測)已知(尤-2城’的展開式中第4項與第5項的

二項式系數相等,則展開式中的V丁項的系數為()

A.—4B.84C.—280D.560

例11.(2024?海南海口?海南華僑中學校考模擬預測)(2-x)6展開式中x2的系

數為()

A.270B.240C.210D.180

例12.(2024?廣東揭陽?高三校考階段練習)(x-l)2(l+x『的展開式中/的系數是

()

A.20B.-20C.10D.-10

變式9.(2024?河北邢臺?高三邢臺市第二中學校考階段練習)已知無2

展開式中各項的二項式系數之和為64,則其展開式中/的系數為()

A.-240B.240C.-160D.160

變式10.(2024?全國?高三專題練習)在二項式[五—彳]的展開式中,含x的項的二項

式系數為()

A.28B.56C.70D.112

變式11.(2024?北京?高三專題練習)在二項式上—彳)的展開式中,含Y項的二項式系

數為()

A.5B.-5C.10D.-10

【解題方法總結】

寫出通項,確定廠,代入.

題型五:求三項展開式中的指定項

例13.(2024?全國?高三專題練習)在11+x-巖)的展開式中,/的系數為.

例14.(2024?山東?高三沂源縣第一中學校聯考開學考試)(x-2y+l)5展開式中含孫3項

的系數為.

例15.(2024?遼寧?大連二十四中校聯考模擬預測)(x+2y-3z)6的展開式中孫?z3的系

數為(用數字作答).

變式12.(2024?福建三明?高三統考期末):+2)展開式中常數項是.(答案

用數字作答)

變式13.(2024?江蘇?金陵中學校聯考三模)+展開式中的常數項為.

變式14.(2024?湖南岳陽?統考模擬預測)(Y+x+yP的展開式中,丁產的系數

為.

變式15.(2024?廣東汕頭?統考三模)+展開式中爐的系數是.

【解題方法總結】

三項式(。+萬+c)"(〃£N)的展開式:

{a+b+c)n=[(a+b)+cr=+C;(a+》)”「',+

=+c:(+。3,眠+y+

=+c:cn附c,+

若令n—r—q=p,便得到三項式(a+b+c)〃(〃£N)展開式通項公式:

pqr

C^C^_rabc(p,q,r^N,p+q+r=n),

其中C;c:.=---------------(〃-r)!叫三項式系數.

r!(n—r)lql(n—r—q)\p\q\r\

題型六:求幾個二(多)項式的和(積)的展開式中條件項系數

例16.(2024?廣西百色?高三貴港市高級中學校聯考階段練習)(1-2x)(1+3尤y的展開式

中x3的系數為.

例17.(2024?河北保定?高三校聯考開學考試)的展開式中含x項的

系數是.

例18.(2024?江西南昌?高三統考開學考試)(1-x+/)(i+x)6展開式中/的系數

是.

變式16.(2024?江蘇蘇州?高三統考開學考試)、+:+”(x+l)6的展開式常數項

是.(用數字作答)

變式17.(2024?浙江杭州?高三浙江省杭州第二中學校考階段練習)己知多項式

(x+2)3(無一I),=q(x+1),+a2(X+1)6++%(x+l)+6/g,則%—.

變式18.(2024?陜西商洛?鎮安中學校考模擬預測)(x+y)(元-2y)6的展開式中含xV

項的系數為.(用數字作答)

變式19.(2024?河北唐山?高三開灤第二中學校考階段練習)設(1-的)展開式

中的常數項為80,則實數用的值為.

變式20.(2024?安徽亳州?安徽省亳州市第一中學校考模擬預測)(》+1)6卜2+2》+1)展

開式中/的系數為.

【解題方法總結】

分配系數法

題型七:求二項式系數最值

例19.(2024?山東青島?統考三模)若(1+五)展開式的所有項的二項式系數和為

256,則展開式中系數最大的項的二項式系數為.(用數字作答)

例20.(2024?全國?高三專題練習)二項式+的展開式中,只有第6項的二項式系

數最大,則含尤$的項是

例21.(2024?人大附中校考三模)已知二項式(2x-。)”的展開式中只有第4項的二項式系

數最大,且展開式中V項的系數為20,則實數。的值為.

變式21.(2024?浙江紹興?統考模擬預測)二項式2x-S=的展開式中當且僅當第4

項的二項式系數最大,貝產=,展開式中含V的項的系數為

變式22.(2024?陜西西安?西安中學校考模擬預測)已知(1+尤)”的展開式中第4項與第

8項的二項式系數相等,則展開式中二項式系數最大的項為.

變式23.(2024?湖北?校聯考模擬預測)在[近-的二項展開式中,只有第5項的二

項式系數最大,則該二項展開式中的常數項等于

【解題方法總結】

利用二項式系數性質中的最大值求解即可.

題型八:求項的系數最值

例22.(2024?海南海口?海南華僑中學校考一模)在(尤+l『(y+z)6的展開式中,系數最

大的項為.

例23.(2024?江西吉安?江西省萬安中學校考一模)已知(1+3元)”的展開式中,末三項的

二項式系數的和等于121,則展開式中系數最大的項為.(不用計算,寫出表達式即

可)

例24.(2024?廣西南寧?南寧三中校考模擬預測)(x+l『的二項式展開中,系數最大的

項為.

變式24.(2024?全國?高三專題練習)已知(1-3x)"的展開式中各項系數之和為64,則該

展開式中系數最大的項為

變式25.(2024?全國?高三專題練習)若(石+康)”展開式中前三項的系數和為163,

則展開式中系數最大的項為

2〃

變式26.(2024?全國?高三專題練習)|(”eN*)展開式中只有第6項系數最

大,則其常數項為

變式27.(2024?安徽蚌埠?高三統考開學考試)若二項式展開式中第4項的系數

最大,貝回的所有可能取值的個數為.

【解題方法總結】

有兩種類型問題,一是找是否與二項式系數有關,如有關系,則轉化為二項式系數最值

問題;如無關系,則轉化為解不等式組:[Tr-Tr+l,注意:系數比較大小.

[Tr>Tr_t

題型九:求二項展開式中的二項式系數和、各項系數和

例25.(多選題)(2024?全國?高三專題練習)已知

202322023

(1-2x)=a0+alx-i-a2x++a2023x,則下列結論正確的是()

A.展開式中所有項的二項式系數的和為22儂

B.展開式中所有奇次項的系數的和為」±1

2

[2023[

C.展開式中所有偶次項的系數的和為~—

2

D.幺+與+尊++然=-1

2222322023

例26.(多選題)(2024?重慶南岸?高三重慶市第十一中學校校考階段練習)已知

1

尤+2)6=%+〃1%+。2%2H--------Fa1x,則()

A.%=-64B.q=63

C.%+4+?,,+%=()D.4+。3+。5+%=1

9

例27.(多選題)(2024?全國?IWJ二專題練習)已知(1-%)9=%+H-----Fiz9x,則

()

A.%=1

B.q+出+/---FQg=0

C.q+/+%+%+〃9=—256

D.2%+2?a?+2,/+,,,+%=-2

變式28.(多選題)(2024?全國?高三專題練習)已知

(2%—1)1°—CLQ+ci^x+a?/++。]。幺。,貝()

A.%=1B.4]二-20

C.%+%++%。—0D.q+〃3++%=1—310

變式29.(多選題)(2024?山東日照?三模)已知

(九一1)(%+2)6=%+/%+々2犬2H------則()

A.。0=-64B.%=-1

C.q+a2+?,■+〃7=°D.q+/+%+%=1

變式30.(多選題)(2024?全國?高三專題練習)設

(l+X+%2)=%+%兀+%%2+…+,則下列選項正確的是()

n

A.%=1B.aQ+ax+a2+--a2n=2

C3"+ln3n-l

C?4。+。2+”4,,,+。2〃=D?%+/+%+。2〃-1=

變式31.(多選題)(2024?河北?統考模擬預測)已知

(%-1)(%+2)6=%+%%+〃2兄2++%f.貝IJ()

A.4=-64B.a2=48

C.。[+%++%=0D.%+/+“5+%=1

變式32.(多選題)(2024?全國?校聯考三模)若在

(1+2x)2+(1+2x)3++(1+2x)〃=a。+ciyX+-+。〃.1+中,%=5,貝[]()

37-9

A.〃=7B.“0+%++a_+=

nx2

C.4=224D.4=64

變式33.(多選題)(2024?全國?高三專題練習)已知

(2x—=4+q(1—x)+%(1—x)++%(1—尤),若%+方+^|"++^*=-128,貝!]有

()

A.m=2

B.a.=-280

C.a0=-l

D.-%+2%—3%+4%—5%+6〃6—7%=14

變式34.(多選題)(2024?全國?高三專題練習)已知

(1+2%)〃+〃(3—%)7=%+4]+-+心%6(〃工0),貝I」()

A.n=6B.a=128

C.叁+4+...+&=儀)D.4+25+…+64=_64

37363

變式35.(多選題)(2024?安徽蕪湖?統考模擬預測)已知

292ls

(x+x+l)=a0+a1x+a2x+--+alsx,下列說法正確的有()

A.%=1B.〃2=42

3鄉+]11

C.622+6Z4H--F〃]8=~~-D.。|+2〃2+3〃3~1---b18d!18=3

變式36.(多選題)(2024?福建寧德?統考模擬預測)若

(%—1)6=%+%(九+1)2+/(兀+1)3++〃6(兀+])6,則()

A.%=64B./+4+%+“6=365

C.%=12D.q+2a2+3a3+4/+5%+66=-6

變式37.(多選題)(2024?廣西柳州?統考模擬預測)已知

721

(l-2x)=a0+aix+a2x-\----va1x,則()

A.%=1B.2=2’

C.%+q+a2T----cbj=-1D.+同|++…+]=37

變式38.(多選題)(2024?全國-高三專題練習)若

220222022

(l+x)+(l+x)++(1+x)=a0+aix++?2022x,貝U()

A.a°=2022B.%=Cf023

20222022

C.E(-1)4=-1D.X(T)'%a,=l

Z=11=1

【解題方法總結】

二項展開式二項式系數和:2";奇數項與偶數項二項式系數和相等:才1.

系數和:賦值法,二項展開式的系數表示式:(or+b)"=g+%尤+°2*2+…

n

(%,%…,a”是系數),令x=l得系數和:a0+ax+...+an=(a+b).

題型十:求奇數項或偶數項系數和

例28.(2024?北京東城?高三北京二中校考階段練習)設

665

(2x-1)=a6x+asx+--+OjX+a0,則4+/+%=.(用數字作答)

例29.(2024?湖南長沙?高三長沙一中校考階段練習)設多項式

(X+I)6+(X—I)10=+a/'+++4,貝lj+。。+。4+。6+。8+。10=.

例30.(2024?新疆?高三八一中學校考開學考試)已知

415

(x+m)(x—2)=a0+alx+a2x++a5x,若旬=16,貝1)4+%+。5=.

變式39.(2024?全國?模擬預測)在(a+x)(l-*)6的展開式中,x的所有奇次幕的系數和

為-32,則其展開式中的常數項為.

變式40.(2024?全國?高三專題練習)已知

(1-X)5+(1+X)7=dg—++46%6—%",則%+%+%的值

為.

變式41.(2024?安徽?高考真題)已知(1—x)5—ao~\~aix-\-a2X2+asx3+U4X4+asx5,則(ao+

42+聞(。7+43+C15)的值等于.

變式42.(2024?全國?高三專題練習)已知(2X-1)”的展開式中,奇次項系數的和比偶次

項系數的和小3%貝|C;+C:+C:+…+C:=.

變式43.(2024?全國?高三專題練習)已知

434

(2%+1)=a0+?[(x-l)+a2(x-l)~+a,(%-l)+a4(.x-1),貝!JaQ+a2+&的值為.

【解題方法總結】

2n

(ax+by=aQ+ayx+a2x+...+anx,令x=l得系數和:4+q+...+%=(a+Z?)"①;

令x=-1得奇數項系數和減去偶數項系數和:

a0—...ctn=(G—b)"=(g+?+…)—(q+/+-?')②,聯“①②可求得奇數項系數和

與偶數項系數和.

題型十一:整數和余數問題

例31.(2024?河北?高三校聯考期末)981°除以1000的余數是.

例32.(2024?全國?高三專題練習)若

0303

(x+5)-"=a0+a^x+a2x"++a2023x~",T=a0++a2++a2Q23,則T被5除所得的余數

為.

例33.(2024?浙江金華?模擬預測)99100除以100的余數是.

2

變式44.(2024?遼寧沈陽?統考一模)若(1+力2°23=4+空+…+%023鏟3,貝I

。0+。2+〃4+…+〃2022被5除的余數是.

變式45.(2024?全國?高三專題練習)寫出一個可以使得992023+〃被10。整除的正整數

d—.

變式46.(2024?全國?高三專題練習)已知742°22+。能夠被15整除,其中。?0/5),

則".

題型十二:近似計算問題

例34.(2024?全國?高三專題練習)用二項式定理估算1.01°=.(精確到0.001)

例35.(2024?福建泉州?高三福建省南安國光中學校考階段練習)

Cj0.998+C"0.9982+CjO.9983+C5O.9984+CjO.9985a(精確到0.01)

例36.(2024?全國?高三專題練習)某同學在一個物理問題計算過程中遇到了對數據

0.98Kl的處理,經過思考,他決定采用精確到0.01的近似值,則這個近似值是.

變式47.(2024?全國?高三專題練習)(1.05)6的計算結果精確到0.01的近似值

是.

變式48.(2024?全國?高三專題練習)1.028々(小數點后保留三位小數).

題型十三:證明組合恒等式

例37.(2024?全國?高三專題練習)求證:

2cHW+?++/(…T”)

例38.(2024?全國?高三專題練習)證明:£?)2=6.

k=Q

例39.(2024?全國?高三專題練習)證明:為0=殳黑:+(-1廣七小

k=l/

變式49.(2024?全國?高三專題練習)求證:

T-C:x2"-1+C;xr--+...+(-I)"—C『x2+(-1)"=1.

變式50.(2024?全國?高三專題練習)(1)設加、〃eN*,m<n,求證:

廠機+1"+1

?+1

m+1n

(2)請利用二項式定理證明:3'>2/+l(〃23,〃eN*).

變式51.(2024?江蘇?校聯考模擬預測)對一個量用兩種方法分別算一次,由結果相同

而構造等式,這種方法稱為“算兩次”的思想方法.利用這種方法,結合二項式定理,可以得

到很多有趣的組合恒等式.

(1)根據恒等式(1+x)'*"=(1++無丫的〃eN*)兩邊W的系數相同直接寫出一個恒等

式,其中peN,pVm,pV”;

(2)設機〃eN*,peN,〃V〃z,p<〃,利用上述恒等式證明:C;C^,_「£c:C『(i一1)=C;一黑.

三2

題型十四:二項式定理與數列求和

例40.(2024?北京?高三強基計劃)設〃為正整數,C為組合數,則

C短+3C/+5C短++4037嘲=()

A.2018-22018B.2018!

C.C蕾D.前三個答案都不對

例41.(2024?全國?高三專題練習)1C;+4C;+9C:+-+/C:=()

A.n(n+l)2"-2B.n2n-'C.T-xD.〃(“+1)(W+2)2"T

例42.(2024?湖北?高三校聯考階段練習)偉大的數學家歐拉28歲時解決了困擾數學界

近一世紀的“巴賽爾級數”難題.當“eN*時,—

,又根據泰勒展開式可以得到

,根據以上兩式可求得?+級+鏟++~+

212_2

A.—B.—C.—D.—

6384

變式52.(2024?重慶永川?重慶市永川北山中學校校考模擬預測)已知

(1+幻2。21=+a2%?+++%021元2°21,貝!J

02020+2“2019+3“2018+4。2017++2020%+2021。°=()

A.2021x22021B.2021x22020

C.2020x22021D.2020x22020

變式53.(2024?湖南邵陽?高三統考期末)已知(2-?)”("N2,weN),展開式中x的系

r\,2r\3,2019

數為了("),貝u-++———等于()

㈠/⑵”3)/(4)/(2020)"

2019?2019〃1009—1009

AA.------B.------C.------D.------

1105051010505

變式54.(2024?北京?高三強基計劃)設必w{l,2,3,4}伏=1,2,3,4),對于有序數組

(q,%,%,4),記NQ,%%,%)為%,%,%,%中所包含的不同整數的個數,例如

N(l,1,2,2)=2,N(l,2,3,1)=3.當(q,q,外,4)取遍所有的44個有序數組時,

Mi,外,%%)的平均值為()

173口87小175n11

AA.---B.—C.-----D.—

6432644

題型十五:楊輝三角

例43.(多選題)(2024?海南?海南中學校考三模)“楊輝三角”是二項式系數在三角形中

的一種幾何排列,在中國南宋數學家楊輝1261年所著的《詳解九章算法》一書中就有出

現,比歐洲發現早500年左右.如圖所示,在“楊輝三角”中,除每行兩邊的數都是1外,其余

每個數都是其“肩上”的兩個數之和,例如第4行的6為第3行中兩個3的和.則下列命題中正

確的是()

第0行1

第1行11

第2行121

第3行13

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