2018年高考數(shù)學(xué) 考點(diǎn)一遍過 專題54 二項(xiàng)分布及其應(yīng)用 理

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1、 專題54 二項(xiàng)分布及其應(yīng)用 了解條件概率和兩個(gè)事件相互獨(dú)立的概念,理解n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的模型及二項(xiàng)分布,并能解決一些簡單的實(shí)際問題. 一、條件概率與相互獨(dú)立事件的概率 1.條件概率及其性質(zhì) (1)對于任何兩個(gè)事件A和B,在已知事件A發(fā)生的條件下,事件B發(fā)生的概率叫做條件概率,用符號P(B|A)來表示,其公式為(). 在古典概型中,若用n(A)表示事件A中基本事件的個(gè)數(shù),則(n(AB)表示A,B共同發(fā)生的基本事件的個(gè)數(shù)). (2)條件概率具有的性質(zhì) ①; ②如果B和C是兩個(gè)互斥事件,則. 2.相互獨(dú)立事件 (1)對于事件A,B,若A的發(fā)生與B的發(fā)生互不影響,則稱A

2、,B是相互獨(dú)立事件. (2)若A與B相互獨(dú)立,則. (3)若A與B相互獨(dú)立,則A與,與B,與也都相互獨(dú)立. (4)若,則A與B相互獨(dú)立. 【注】①中至少有一個(gè)發(fā)生的事件為A∪B; ②都發(fā)生的事件為AB; ③都不發(fā)生的事件為; ④恰有一個(gè)發(fā)生的事件為; ⑤至多有一個(gè)發(fā)生的事件為. 二、獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布 1.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn) 在相同條件下重復(fù)做的n次試驗(yàn)稱為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn). 若表示第i次試驗(yàn)結(jié)果,則. 【注】獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)是各次之間相互獨(dú)立的一種試驗(yàn),在這種試驗(yàn)中每一次試驗(yàn)只有兩種結(jié)果,即要么發(fā)生,要么不發(fā)生,且任何一次試驗(yàn)中各事件發(fā)生的概率都是一樣的. 2.二項(xiàng)分布

3、 在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,用X表示事件A發(fā)生的次數(shù),設(shè)每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率是p,此時(shí)稱隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,記作X~B(n,p),并稱p為成功概率. 在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為. 考向一 條件概率 條件概率的兩種解法: (1)定義法:先求和,再由求. (2)基本事件法:借助古典概型概率公式,先求事件A包含的基本事件數(shù),再求事件A發(fā)生的條件下事件B包含的基本事件數(shù),得. 典例1 從1,2,3,4,5中任取2個(gè)不同的數(shù),事件A=“取到的2個(gè)數(shù)之和為偶數(shù)”,事件B=“取到的2個(gè)數(shù)均為偶數(shù)”,則等于 A. B.

4、 C. D. 【答案】B 解法二:,n(AB)=1,∴P(B|A)==,故選B. 1.如圖,四邊形是以為圓心、半徑為2的圓的內(nèi)接正方形,四邊形是正方形的內(nèi)接正方形,且分別為的中點(diǎn).將一枚針隨機(jī)擲到圓內(nèi),用表示事件“針落在正方形內(nèi)”,表示事件“針落在正方形內(nèi)”,則 A.???? B. C.???? D.? 考向二 相互獨(dú)立事件的概率 求相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率的方法 (1)利用相互獨(dú)立事件的概率乘法公式直接求解; (2)正面計(jì)算較繁瑣或難以入手時(shí),可從其對立事件入手計(jì)算. 典例2

5、 已知甲射擊命中目標(biāo)的概率是,乙命中目標(biāo)的概率是,丙命中目標(biāo)的概率是.現(xiàn)在三人同時(shí)射擊目標(biāo),則目標(biāo)被擊中的概率為 A. B. C. D. 【答案】A 2.在一塊耕地上種植一種作物,每季種植成本為1000元,此作物的市場價(jià)格和這塊地上的產(chǎn)量均具有隨機(jī)性,且互不影響,其具體情況如下表: 作物產(chǎn)量(kg) 300 500 概率 0.5 0.5 作物市場價(jià)格(元/kg) 6 10 概率 0.4 0.6 (1)設(shè)X表示在這塊地上種植1季此作物的利潤,求X的分布列; (2)若在這塊地上連續(xù)3季種植此作物,

6、求這3季中至少有2季的利潤不少于2000元的概率. 考向三 獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布 獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)與二項(xiàng)分布問題的常見類型及解題策略: (1)在求n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件恰好發(fā)生k次的概率時(shí),首先要確定好n和k的值,再準(zhǔn)確利用公式求概率即可. (2)根據(jù)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)求二項(xiàng)分布的有關(guān)問題時(shí),關(guān)鍵是理清事件與事件之間的關(guān)系,確定二項(xiàng)分布的試驗(yàn)次數(shù)n和變量的概率,求得概率. 典例3 設(shè)隨機(jī)變量ξ~B(2,p),η~B(4,p),若P(ξ≥1)=,則P(η≥2)的值為 A. B. C. D. 【答案】B 3.某居民小區(qū)有兩個(gè)相互獨(dú)立的安全防范系統(tǒng)(簡稱系統(tǒng))

7、A和B,系統(tǒng)A和系統(tǒng)B在任意時(shí)刻發(fā)生故障的概率分別為和p. (1)若在任意時(shí)刻至少有一個(gè)系統(tǒng)不發(fā)生故障的概率為,求p的值; (2)設(shè)系統(tǒng)A在3次相互獨(dú)立的檢測中不發(fā)生故障的次數(shù)為隨機(jī)變量ξ,求ξ的分布列與數(shù)學(xué)期望. 1.已知隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布,則等于 A. B. C. D. 2.已知P(B|A)=,P(A)=,則P(AB)等于 A. B. C. D. 3.甲、乙兩人同時(shí)報(bào)考某一所大學(xué),甲被錄取的概率為0.6,乙被錄取的概率為0.7,兩人是否被錄取互不影響,則其中至少有一人被錄取的概率為 A.0.12

8、B.0.42 C.0.46 D.0.88 4.已知某品種的幼苗每株成活率為,則栽種3株這種幼苗恰好成活2株的概率為 A. B. C. D. 5.設(shè)隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布,且期望,,則方差等于 A. B. C. D. 6.盒中裝有10只乒乓球,其中6只新球,4只舊球,不放回地依次摸出2個(gè)球使用,在第一次摸出新球的條件下,第二次也摸出新球的概率為 A. B. C. D. 7.如圖,現(xiàn)有一迷失方向的小青蛙在3處,它每跳動(dòng)一次可以等機(jī)會(huì)地進(jìn)入

9、相鄰的任意一格(如若它在5處,跳動(dòng)一次,只能進(jìn)入3處,若在3處,則跳動(dòng)一次可以等機(jī)會(huì)進(jìn)入l,2,4,5處),則它在第三次跳動(dòng)后,進(jìn)入5處的概率是 A. B. C. D. 8.集裝箱有標(biāo)號為1,2,3,4,5,6且大小相同的6個(gè)球,從箱中一次摸出兩個(gè)球,記下號碼并放回,如果兩球號碼之積是4的倍數(shù),則獲獎(jiǎng).若有4人參與摸獎(jiǎng),恰好有3人獲獎(jiǎng)的概率是 A. B. C. D. 9.如圖所示,在邊長為1的正方形內(nèi)任取一點(diǎn),用表示事件“點(diǎn)恰好取自由曲線與直線及軸所圍成的曲邊梯形內(nèi)”,表示事件“點(diǎn)恰好取自陰影

10、部分內(nèi)”,則等于 A. B. C. D. 10.為了響應(yīng)國家發(fā)展足球的戰(zhàn)略,某校在秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)中,安排了足球射門比賽.現(xiàn)有10名同學(xué)參加足球射門比賽,已知每名同學(xué)踢進(jìn)的概率均為,每名同學(xué)有2次射門機(jī)會(huì),且各同學(xué)射門之間沒有影響.現(xiàn)規(guī)定:踢進(jìn)兩個(gè)得10分,踢進(jìn)一個(gè)得5分,一個(gè)未進(jìn)得0分,記為10個(gè)同學(xué)的得分總和,則的數(shù)學(xué)期望為 A.30 B.40 C.60 D.80 11.某學(xué)生在上學(xué)的路上要經(jīng)過2個(gè)路口,假設(shè)在各路口是否遇到紅燈是相互獨(dú)立的,遇到紅燈的概率都是,則這名學(xué)

11、生在上學(xué)路上到第二個(gè)路口時(shí)第一次遇到紅燈的概率是__________. 12.某校高三年級要從名男生和名女生中任選名代表參加數(shù)學(xué)競賽(每人被選中的機(jī)會(huì)均等),則在男生甲被選中的情況下,男生乙和女生丙至少一個(gè)被選中的概率是__________. 13.已知某智能手機(jī)制作完成之后還需要依次通過三道嚴(yán)格的審核程序,第一道審核、第二道審核、第三道審核通過的概率分別為,,,每道程序是相互獨(dú)立的,且一旦審核不通過就停止審核,每部手機(jī)只有三道程序都通過才能出廠銷售. (1)求審核過程中只通過兩道程序的概率; (2)現(xiàn)有3部該智能手機(jī)進(jìn)入審核,記這3部手機(jī)可以出廠銷售的部數(shù)為,求的分布列及數(shù)學(xué)期望.

12、 14.甲、乙、丙三人組成一個(gè)小組參加電視臺(tái)舉辦的聽曲猜歌名活動(dòng),在每一輪活動(dòng)中,依次播放三首樂曲,然后甲猜第一首,乙猜第二首,丙猜第三首,若有一人猜錯(cuò),則活動(dòng)立即結(jié)束;若三人均猜對,則該小組進(jìn)入下一輪,該小組最多參加三輪活動(dòng).已知每一輪甲猜對歌名的概率是,乙猜對歌名的概率是,丙猜對歌名的概率是,甲、乙、丙猜對與否互不影響. (1)求該小組未能進(jìn)入第二輪的概率; (2)記乙猜歌曲的次數(shù)為隨機(jī)變量,求的分布列和數(shù)學(xué)期望. 15.統(tǒng)計(jì)全國高三學(xué)生的視力情況,得到如圖所示的頻率分布直方圖,由于不慎將部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失,但知道前4組的

13、頻率成等比數(shù)列,后6組的頻率成等差數(shù)列. (1)求出視力在[4.7,4.8)的頻率; (2)現(xiàn)從全國的高三學(xué)生中隨機(jī)地抽取4人,用表示視力在[4.3,4.7)的學(xué)生人數(shù),寫出的分布列,并求出的期望與方差. 1.(2015年高考新課標(biāo)Ⅰ卷)投籃測試中,每人投3次,至少投中2次才能通過測試.已知某同學(xué)每次投籃投中的概率為0.6,且各次投籃是否投中相互獨(dú)立,則該同學(xué)通過測試的概率為 A.0.648 B.0.432 C.0.36 D.0.312 2.(2014年高考新課標(biāo)Ⅱ卷)某地區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測資料表明,一天的空氣質(zhì)量為

14、優(yōu)良的概率是0.75,連續(xù)兩天為優(yōu)良的概率是0.6,已知某天的空氣質(zhì)量為優(yōu)良,則隨后一天的空氣質(zhì)量為優(yōu)良的概率是 A.0.8 B.0.75 C.0.6 D.0.45 3.(2017年高考新課標(biāo)Ⅱ卷)一批產(chǎn)品的二等品率為,從這批產(chǎn)品中每次隨機(jī)取一件,有放回地抽取次,表示抽到的二等品件數(shù),則____________. 4.(2016年高考四川卷)同時(shí)拋擲兩枚質(zhì)地均勻的硬幣,當(dāng)至少有一枚硬幣正面向上時(shí),就說這次試驗(yàn)成功,則在2次試驗(yàn)中成功次數(shù)X的均值是 . 5.(2015年高考廣東卷)已知隨機(jī)變量X服從二項(xiàng)分布,若,則

15、. 6.(2016年高考新課標(biāo)Ⅱ卷)某險(xiǎn)種的基本保費(fèi)為a(單位:元),繼續(xù)購買該險(xiǎn)種的投保人稱為續(xù)保人,續(xù)保人的本年度的保費(fèi)與其上年度出險(xiǎn)次數(shù)的關(guān)聯(lián)如下: 上年度出險(xiǎn)次數(shù) 0 1 2 3 4 5 保 費(fèi) 0.85a a 1.25a 1.5a 1.75a 2a 設(shè)該險(xiǎn)種一續(xù)保人一年內(nèi)出險(xiǎn)次數(shù)與相應(yīng)概率如下: 一年內(nèi)出險(xiǎn)次數(shù) 0 1 2 3 4 5 概 率 0.30 0.15 0.20 0.20 0.10 0. 05 (1)求一續(xù)保人本年度的保費(fèi)高于基本保費(fèi)的概率; (2)若一續(xù)保人本年度的保費(fèi)高于基本保費(fèi),求其保費(fèi)比基本保費(fèi)

16、高出60%的概率; (3)求續(xù)保人本年度的平均保費(fèi)與基本保費(fèi)的比值. 7.(2016年高考山東卷)甲、乙兩人組成“星隊(duì)”參加猜成語活動(dòng),每輪活動(dòng)由甲、乙各猜一個(gè)成語,在一輪活動(dòng)中,如果兩人都猜對,則“星隊(duì)”得3分;如果只有一個(gè)人猜對,則“星隊(duì)”得1分;如果兩人都沒猜對,則“星隊(duì)”得0分.已知甲每輪猜對的概率是,乙每輪猜對的概率是;每輪活動(dòng)中甲、乙猜對與否互不影響,各輪結(jié)果亦互不影響.假設(shè)“星隊(duì)”參加兩輪活動(dòng),求: (1)“星隊(duì)”至少猜對3個(gè)成語的概率; (2)“星隊(duì)”兩輪得分之和為的分布列和數(shù)學(xué)期望. 8.(2015年高考湖南卷)某商場舉行

17、有獎(jiǎng)促銷活動(dòng),顧客購買一定金額的商品后即可抽獎(jiǎng).每次抽獎(jiǎng)都是從裝有4個(gè)紅球、6個(gè)白球的甲箱和裝有5個(gè)紅球、5個(gè)白球的乙箱中,各隨機(jī)摸出1個(gè)球.在摸出的2個(gè)球中,若都是紅球,則獲一等獎(jiǎng);若只有1個(gè)紅球,則獲二等獎(jiǎng);若沒有紅球,則不獲獎(jiǎng). (1)求顧客抽獎(jiǎng)1次能獲獎(jiǎng)的概率; (2)若某顧客有3次抽獎(jiǎng)機(jī)會(huì),記該顧客在3次抽獎(jiǎng)中獲一等獎(jiǎng)的次數(shù)為X,求X的分布列和數(shù)學(xué)期望. 變式拓展 1.【答案】C? 2.【答案】(1)見解析;(2). 【解析】(1)設(shè)A表示事件“作物產(chǎn)量為300 kg”,B表示事件“作物市場價(jià)格為6元/kg”,由題設(shè)知,

18、, 因?yàn)槔麧?產(chǎn)量×市場價(jià)格?成本, 所以X所有可能的取值情況為: ,. 則, , , 所以X的分布列為 X 4000 2000 800 P 0.3 0.5 0.2 所以,這3季中至少有2季的利潤不少于2000元的概率為. 3.【答案】(1);(2)見解析. 【解析】(1)設(shè)“至少有一個(gè)系統(tǒng)不發(fā)生故障”為事件C,那么,解得p=. (2)由題意得,ξ的所有可能取值為, 則P(ξ=0)=C3=, P(ξ=1)=C2×=, P(ξ=2)=C××2=, P(ξ=3)=C3=. 所以,隨機(jī)變量ξ的分布列為 ξ 0 1 2 3 P

19、 . (或,則) 考點(diǎn)沖關(guān) 1.【答案】C 【解析】由二項(xiàng)分布可知,選C. 2.【答案】C 【解析】由題意,又P(B|A)=,P(A)=,所以P(AB)=P(B|A)·P(A)=×=. 3.【答案】D 【解析】至少有一人被錄取的概率為 4.【答案】D 5.【答案】C 【解析】由于二項(xiàng)分布的數(shù)學(xué)期望,所以二項(xiàng)分布的方差 ,應(yīng)選C. 6.【答案】B 【解析】設(shè)“第一次摸出新球”為事件,“第二次摸出新球”為事件,則,故選B. 7.【答案】C 【解析】小青蛙的跳動(dòng)路線:第一次跳動(dòng)后由3到1,2,4,5的任意位置,第二次跳回3,第三次跳回5,依據(jù)相互獨(dú)

20、立事件同時(shí)發(fā)生的概率可知所求概率為. 8.【答案】B 【解析】獲獎(jiǎng)的概率為,記獲獎(jiǎng)的人數(shù)為,則,所以4人中恰好有3人獲獎(jiǎng)的概率為,故選B. 9.【答案】A ,故選A. 10.【答案】C 【解析】由題意知每個(gè)學(xué)生的進(jìn)球個(gè)數(shù)服從二項(xiàng)分布,即,其中,所以由二項(xiàng)分布的數(shù)學(xué)期望公式可得每個(gè)學(xué)生進(jìn)球個(gè)數(shù)的數(shù)學(xué)期望為,因此10個(gè)同學(xué)得分的數(shù)學(xué)期望是,應(yīng)選C. 11.【答案】 【解析】根據(jù)題意,設(shè)“這名學(xué)生在上學(xué)路上到第二個(gè)路口首次遇到紅燈”為事件,則所求概率為,故答案為. 12.【答案】 【解析】男生甲被選中記作事件A,男生乙和女生丙至少一個(gè)被選中記作事件B,則,,由條件概率公式可得:

21、 . 13.【答案】(1) ;(2)見解析. 【解析】(1)設(shè)“審核過程中只通過兩道程序”為事件,則. . 所以的分布列為: 故. (或,則). 【思路分析】(1)根據(jù)題意只通過兩道程序是指前兩道通過,第三道未通過,利用相互獨(dú)立事件的概率乘法公式即可求出結(jié)果; (2)計(jì)算出每部智能手機(jī)可以出廠銷售的概率為,的取值是,根據(jù)互斥事件和相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率列出分布列,最后求出分布列和期望即可. 14.【答案】(1);(2)見解析. , , , , ∴的分布列為 . 【思路點(diǎn)睛】(1)分別將甲、乙、

22、丙第次猜對歌名記為事件,,,則,,相互獨(dú)立,由此可得出該小組未能進(jìn)入第二輪的概率. (2)利用相互獨(dú)立事件的概率計(jì)算公式、對立事件的概率計(jì)算公式即可得出. 15.【答案】(1);(2)見解析. , 所以, , , , , 所以的分布列為: 0 1 2 3 4 , . 【思路點(diǎn)睛】(1)結(jié)合頻率分布直方圖和題意,分別求出前4組的頻率以及后6組的頻率之和,由等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式,求出公差,再算出視力在[4.7,4.8)內(nèi)的頻率; (2)求出視力在[4.3,4.7)內(nèi)的頻率,學(xué)生人數(shù)服從二項(xiàng)分布,由二項(xiàng)分布的概率計(jì)算公式求出分布列

23、,再算出期望與方差. 直通高考 1.【答案】A 【解析】根據(jù)獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)公式得,該同學(xué)通過測試的概率為=0.648,故選A. 2.【答案】A 【解析】記事件A表示“一天的空氣質(zhì)量為優(yōu)良”,事件B表示“隨后一天的空氣質(zhì)量為優(yōu)良”,則,P(AB)=0.6,由條件概率公式P(B|A)=,可得所求概率為=0.8,故選A. 3.【答案】 【名師點(diǎn)睛】判斷一個(gè)隨機(jī)變量是否服從二項(xiàng)分布,要看兩點(diǎn): ①是否為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),在每次試驗(yàn)中事件A發(fā)生的概率是否均為p; ②隨機(jī)變量是否為在這n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中某事件發(fā)生的次數(shù),且表示在獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A恰好發(fā)生k次的概率. 4.【答案】

24、 【解析】由題意知,試驗(yàn)成功的概率,故,. 5.【答案】 【解析】依題意可得且,解得. 6.【答案】(1);(2);(3)1.23. 【解析】(1)設(shè)表示事件:“一續(xù)保人本年度的保費(fèi)高于基本保費(fèi)”,則事件發(fā)生當(dāng)且僅當(dāng)一年內(nèi)出險(xiǎn)次數(shù)大于1,故 (3)記續(xù)保人本年度的保費(fèi)為,則的分布列為 因此續(xù)保人本年度的平均保費(fèi)與基本保費(fèi)的比值為 【名師點(diǎn)睛】條件概率的求法: (1)定義法:先求P(A)和P(AB),再由P(B|A)=,求出P(B|A); (2)基本事件法:當(dāng)基本事件適合有限性和等可能性時(shí),可借助古典概型概率公式,

25、先求事件A包含的基本事件數(shù)n(A),再在事件A發(fā)生的條件下求事件B包含的基本事件數(shù)n(AB),得P(B|A)=. 求離散型隨機(jī)變量均值的步驟: (1)理解隨機(jī)變量X的意義,寫出X可能取得的全部值; (2)求X取每個(gè)值時(shí)的概率; (3)寫出X的分布列; (4)由均值定義求出EX. 7.【答案】(1);(2)分布列見解析,. 【解析】(1)記事件A:“甲第一輪猜對”,記事件B:“乙第一輪猜對”, 記事件C:“甲第二輪猜對”,記事件D:“乙第二輪猜對”, 記事件E:“‘星隊(duì)’至少猜對3個(gè)成語”. 由題意, 由事件的獨(dú)立性與互斥性,得 , 所以“星隊(duì)

26、”至少猜對3個(gè)成語的概率為. . 可得隨機(jī)變量的分布列為 0 1 2 3 4 6 P 所以數(shù)學(xué)期望. 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查獨(dú)立事件的概率公式和互斥事件的概率加法公式、隨機(jī)變量的分布列和數(shù)學(xué)期望.解答本題,首先要準(zhǔn)確確定所研究對象的基本事件空間、基本事件個(gè)數(shù),利用獨(dú)立事件的概率公式和互斥事件的概率加法公式求解.本題較難,能很好地考查考生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識、基本運(yùn)算求解能力等. 8.【答案】(1);(2)見解析. =×(1?)+(1?)×. 故所求概率為P(C)=P(B1+B2)=P(B1)+P(B2)=+. (2)顧客抽獎(jiǎng)3次可視為3

27、次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),由(1)知,顧客抽獎(jiǎng)1次獲一等獎(jiǎng)的概率為, 所以X~B(3,). 于是P(X=0)=()0()3=, P(X=1)=()1()2=, P(X=2)=()2()1=, P(X=3)=()3()0=. 故X的分布列為 X 0 1 2 3 P X的數(shù)學(xué)期望為E(X)=3×. 【思路分析】本題考查相互獨(dú)立事件、互斥事件的概率和離散型隨機(jī)變量的分布列和數(shù)學(xué)期望,考查考生的運(yùn)算求解能力及分析問題、解決問題的能力. 第(1)問利用相互獨(dú)立事件的概率乘法公式和互斥事件的概率加法公式求解;第(2)問離散型隨機(jī)變量服從二項(xiàng)分布,進(jìn)而利用公式得相應(yīng)的概率,寫出分布列,求出數(shù)學(xué)期望. 22

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