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    2016年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷)数学理及答案解析.docx

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    2016年普通高等学校招生全国统一考试(北京卷)数学理及答案解析.docx

    1、2016年 普 通 高 等 学 校 招 生 全 国 统 一 考 试 (北 京 卷 )数 学 理一 、 选 择 题 共 8 小 题 , 每 小 题 5 分 , 共 40分 .在 每 小 题 列 出 的 四 个 选 项 中 , 选 出 符 合 题 目 要求 的 一 项 .1.已 知 集 合 A=x|x| 2, B=-1, 0, 1, 2, 3, 则 A B=( )A.0, 1B.0, 1, 2C.-1, 0, 1D.-1, 0, 1, 2解 析 : 集 合 A=x|x| 2=x|-2 x 2, B=-1, 0, 1, 2, 3, A B=-1, 0, 1.答 案 : C. 2.若 x, y 满 足

    2、 2 030 x yx yx , 则 2x+y的 最 大 值 为 ( )A.0B.3C.4D.5解 析 : 作 出 不 等 式 组 2 030 x yx yx , 对 应 的 平 面 区 域 如 图 : (阴 影 部 分 ). 设 z=2x+y 得 y=-2x+z,平 移 直 线 y=-2x+z,由 图 象 可 知 当 直 线 y=-2x+z经 过 点 A 时 , 直 线 y=-2x+z的 截 距 最 大 , 此 时 z最 大 .由 2 03x yx y , 解 得 12xy , , 即 A(1, 2),代 入 目 标 函 数 z=2x+y得 z=1 2+2=4. 即 目 标 函 数 z=2x

    3、+y 的 最 大 值 为 4.答 案 : C3.执 行 如 图 所 示 的 程 序 框 图 , 若 输 入 的 a 值 为 1, 则 输 出 的 k值 为 ( ) A.1B.2C.3D.4解 析 : 输 入 的 a值 为 1, 则 b=1,第 一 次 执 行 循 环 体 后 , a=- 12 , 不 满 足 退 出 循 环 的 条 件 , k=1;第 二 次 执 行 循 环 体 后 , a=-2, 不 满 足 退 出 循 环 的 条 件 , k=2;第 三 次 执 行 循 环 体 后 , a=1, 满 足 退 出 循 环 的 条 件 ,故 输 出 的 k值 为 2.答 案 : B 4.设 a

    4、, b 是 向 量 , 则 “ |a |=|b |” 是 “ |a +b |=|a -b |” 的 ( )A.充 分 而 不 必 要 条 件B.必 要 而 不 充 分 条 件C.充 分 必 要 条 件D.既 不 充 分 也 不 必 要 条 件解 析 : 若 “ |a |=|b |, 则 以 a , b 为 邻 边 的 平 行 四 边 形 是 菱 形 ;若 “ |a +b|=|a -b |” , 则 以 a , b 为 邻 边 的 平 行 四 边 形 是 矩 形 ;故 “ |a |=|b |” 是 “ |a +b|=|a -b |” 的 既 不 充 分 也 不 必 要 条 件 .答 案 : D.

    5、 5.已 知 x, y R, 且 x y 0, 则 ( )A. 1 1x y 0B.sinx-siny 0C.( 12 )x-( 12 )y 0D.lnx+lny 0解 析 : x, y R, 且 x y 0, 则 1 1x y , sinx与 siny的 大 小 关 系 不 确 定 , ( 12 ) x ( 12 )y,即 ( 12 )x-( 12 )y 0, lnx+lny与 0 的 大 小 关 系 不 确 定 .答 案 : C.6.某 三 棱 锥 的 三 视 图 如 图 所 示 , 则 该 三 棱 锥 的 体 积 为 ( ) A. 16B. 13C. 12D.1解 析 : 由 已 知 中

    6、 的 三 视 图 可 得 : 该 几 何 体 是 一 个 以 俯 视 图 为 底 面 的 三 棱 锥 ,棱 锥 的 底 面 面 积 S= 12 1 1= 12 , 高 为 1, 故 棱 锥 的 体 积 V= 13 Sh= 16 .答 案 : A7.将 函 数 y=sin(2x- 3 )图 象 上 的 点 P( 4 , t)向 左 平 移 s(s 0)个 单 位 长 度 得 到 点 P , 若 P 位 于 函 数 y=sin2x的 图 象 上 , 则 ( ) A.t= 12 , s 的 最 小 值 为 6B.t= 32 , s 的 最 小 值 为 6C.t= 12 , s 的 最 小 值 为 3

    7、D.t= 32 , s 的 最 小 值 为 3解 析 : 将 x= 4 代 入 得 : t=sin 6 = 12 ,将 函 数 y=sin(2x- 3 )图 象 上 的 点 P 向 左 平 移 s个 单 位 , 得 到 P ( 4 -s, 12 )点 ,若 P 位 于 函 数 y=sin2x的 图 象 上 , 则 sin( 2 -2s)=cos2s= 12 , 则 2s= 3 +2k , k Z, 则 s= 6 +k , k Z,由 s 0 得 : 当 k=0 时 , s的 最 小 值 为 6 .答 案 : A8.袋 中 装 有 偶 数 个 球 , 其 中 红 球 、 黑 球 各 占 一 半

    8、.甲 、 乙 、 丙 是 三 个 空 盒 .每 次 从 袋 中 任 意 取出 两 个 球 , 将 其 中 一 个 球 放 入 甲 盒 , 如 果 这 个 球 是 红 球 , 就 将 另 一 个 放 入 乙 盒 , 否 则 就 放 入丙 盒 .重 复 上 述 过 程 , 直 到 袋 中 所 有 球 都 被 放 入 盒 中 , 则 ( )A.乙 盒 中 黑 球 不 多 于 丙 盒 中 黑 球B.乙 盒 中 红 球 与 丙 盒 中 黑 球 一 样 多C.乙 盒 中 红 球 不 多 于 丙 盒 中 红 球D.乙 盒 中 黑 球 与 丙 盒 中 红 球 一 样 多 解 析 : 取 两 个 球 共 有 4

    9、 种 情 况 : 红 +红 , 则 乙 盒 中 红 球 数 加 1 个 ; 黑 +黑 , 则 丙 盒 中 黑 球 数 加 1 个 ; 红 +黑 (红 球 放 入 甲 盒 中 ), 则 乙 盒 中 黑 球 数 加 1 个 ; 黑 +红 (黑 球 放 入 甲 盒 中 ), 则 丙 盒 中 红 球 数 加 1 个 .设 一 共 有 球 2a 个 , 则 a 个 红 球 , a 个 黑 球 , 甲 中 球 的 总 个 数 为 a, 其 中 红 球 x 个 , 黑 球 y个 , x+y=a.则 乙 中 有 x个 球 , 其 中 k个 红 球 , j 个 黑 球 , k+j=x;丙 中 有 y 个 球 ,

    10、 其 中 l 个 红 球 , i个 黑 球 , i+l=y;黑 球 总 数 a=y+i+j, 又 x+y=a, 故 x=i+j由 于 x=k+j, 所 以 可 得 i=k, 即 乙 中 的 红 球 等 于 丙 中 的 黑 球 .答 案 : B. 二 、 填 空 题 共 6小 题 , 每 小 题 5 分 , 共 30 分 .9.设 a R, 若 复 数 (1+i)(a+i)在 复 平 面 内 对 应 的 点 位 于 实 轴 上 , 则 a= .解 析 : (1+i)(a+i)=a-1+(a+1)i,若 复 数 (1+i)(a+i)在 复 平 面 内 对 应 的 点 位 于 实 轴 上 , 则 a

    11、+1=0, 解 得 : a=-1. 答 案 : -110.在 (1-2x)6的 展 开 式 中 , x2的 系 数 为 .(用 数 字 作 答 )解 析 : (1-2x)6的 展 开 式 中 , 通 项 公 式 Tr+1= 6rC (-2x)r=(-2)r 6rC xr,令 r=2, 则 x2的 系 数 =(-2)2 26C =60.答 案 : 60.11.在 极 坐 标 系 中 , 直 线 cos - 3 sin -1=0 与 圆 =2cos 交 于 A, B 两 点 , 则|AB|= . 解 析 : 直 线 cos - 3 sin -1=0化 为 y 直 线 x- 3 y-1=0.圆 =2

    12、cos 化 为 2=2 cos , x2+y2=2x, 配 方 为 (x-1)2+y2=1, 可 得 圆 心 C(1, 0), 半 径r=1.则 圆 心 C 在 直 线 上 , |AB|=2.答 案 : 2.12.已 知 an为 等 差 数 列 , Sn为 其 前 n 项 和 .若 a1=6, a3+a5=0, 则 S6= .解 析 : a n为 等 差 数 列 , Sn为 其 前 n 项 和 .a1=6, a3+a5=0, a1+2d+a1+4d=0, 12+6d=0, 解 得 d=-2, S6=6a1+ 6 52 d=36-30=6.答 案 : 613.双 曲 线 2 22 2x ya b

    13、 =1(a 0, b 0)的 渐 近 线 为 正 方 形 OABC 的 边 OA, OC 所 在 的 直 线 , 点 B为 该 双 曲 线 的 焦 点 .若 正 方 形 OABC的 边 长 为 2, 则 a= .解 析 : 双 曲 线 的 渐 近 线 为 正 方 形 OABC的 边 OA, OC所 在 的 直 线 , 渐 近 线 互 相 垂 直 , 则 双 曲 线 为 等 轴 双 曲 线 , 即 渐 近 线 方 程 为 y= x, 即 a=b, 正 方 形 OABC 的 边 长 为 2, OB=2 2 , 即 c=2 2 , 则 a2+b2=c2=8, 即 2a2=8, 则 a2=4, a=2

    14、, 答 案 : 214. 设 函 数 f(x)= 3 32x x x ax x a , , 若 a=0, 则 f(x)的 最 大 值 为 . 若 f(x)无 最 大 值 , 则 实 数 a的 取 值 范 围 是 .解 析 : 若 a=0, 则 f(x)= 3 3 0,2 0 x x xx x , ,则 f (x)=3x 2-3, x 0-2, x 0,当 x -1 时 , f (x) 0, 此 时 函 数 为 增 函 数 ,当 x -1 时 , f (x) 0, 此 时 函 数 为 减 函 数 ,故 当 x=-1 时 , f(x)的 最 大 值 为 2; f (x)=3x2-3, x a-2,

    15、 x a,令 f (x)=0, 则 x= 1,若 f(x)无 最 大 值 , 则 312 3a a a a , , 或 312 32 2a a a aa , , , 解 得 : a (- , -1).答 案 : 2 三 、 解 答 题 共 6小 题 , 共 80 分 , 解 答 应 写 出 文 字 说 明 , 演 算 步 骤 或 证 明 过 程 .15. 在 ABC中 , a2+c2=b2+ 2 ac.( )求 B的 大 小 ;( )求 2 cosA+cosC的 最 大 值 .解 析 : ( )根 据 已 知 和 余 弦 定 理 , 可 得 cosB= 22 , 进 而 得 到 答 案 ;(

    16、)由 (I)得 : C= 34 -A, 结 合 正 弦 型 函 数 的 图 象 和 性 质 , 可 得 2 cosA+cosC的 最 大 值 . 答 案 : ( ) 在 ABC中 , a2+c2=b2+ 2 ac. a2+c2-b2= 2 ac. cosB= 2 2 2 2 22 2 2a c b acac ac , B= 4 .( )由 (I)得 : C= 34 -A, 2 cosA+cosC= 2 cosA+cos( 34 -A)= 2 cosA- 22 cosA+ 22 sinA= 22 cosA+ 22 sinA= sin(A+ 4 ). A (0, 34 ), A+ 4 ( 4 ,

    17、),故 当 A+ 4 = 2 时 , sin(A+ 4 )取 最 大 值 1, 即 2 cosA+cosC的 最 大 值 为 1.16.A, B, C 三 个 班 共 有 100 名 学 生 , 为 调 查 他 们 的 体 育 锻 炼 情 况 , 通 过 分 层 抽 样 获 得 了 部分 学 生 一 周 的 锻 炼 时 间 , 数 据 如 表 (单 位 : 小 时 ): ( )试 估 计 C 班 的 学 生 人 数 ;( )从 A班 和 C 班 抽 出 的 学 生 中 , 各 随 机 选 取 一 个 人 , A 班 选 出 的 人 记 为 甲 , C 班 选 出 的 人记 为 乙 .假 设 所

    18、 有 学 生 的 锻 炼 时 间 相 对 独 立 , 求 该 周 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 的 概 率 ;( )再 从 A, B, C 三 班 中 各 随 机 抽 取 一 名 学 生 , 他 们 该 周 锻 炼 时 间 分 别 是 7, 9, 8.25(单 位 :小 时 ), 这 3个 新 数 据 与 表 格 中 的 数 据 构 成 的 新 样 本 的 平 均 数 记 为 1, 表 格 中 数 据 的 平 均 数记 为 0, 试 判 断 0和 1的 大 小 .(结 论 不 要 求 证 明 )解 析 : (I)由 已 知 先 计 算 出 抽 样 比 , 进 而 可

    19、估 计 C 班 的 学 生 人 数 ;( )根 据 古 典 概 型 概 率 计 算 公 式 , 可 求 出 该 周 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 的 概 率 ;( )根 据 平 均 数 的 定 义 , 可 判 断 出 0 1.答 案 : (I)由 题 意 得 : 三 个 班 共 抽 取 20个 学 生 , 其 中 C 班 抽 取 8 个 ,故 抽 样 比 K= 20 1100 5 , 故 C 班 有 学 生 8 15 =40人 ,( )从 从 A班 和 C 班 抽 出 的 学 生 中 , 各 随 机 选 取 一 个 人 , 共 有 5 8=40种 情 况 ,而 且 这

    20、 些 情 况 是 等 可 能 发 生 的 ,当 甲 锻 炼 时 间 为 6 时 , 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 有 2 种 情 况 ;当 甲 锻 炼 时 间 为 6.5时 , 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 有 3种 情 况 ;当 甲 锻 炼 时 间 为 7 时 , 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 有 3 种 情 况 ;当 甲 锻 炼 时 间 为 7.5时 , 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 有 3种 情 况 ;当 甲 锻 炼 时 间 为 8 时 , 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼

    21、时 间 长 有 4 种 情 况 ;故 周 甲 的 锻 炼 时 间 比 乙 的 锻 炼 时 间 长 的 概 率 P= 2 3 3 3 4 340 8 ; ( ) 0 1.17.如 图 , 在 四 棱 锥 P-ABCD中 , 平 面 PAD 平 面 ABCD, PA PD, PA=PD, AB AD, AB=1, AD=2,AC=CD= 5 . ( )求 证 : PD 平 面 PAB;( )求 直 线 PB 与 平 面 PCD所 成 角 的 正 弦 值 ;( )在 棱 PA上 是 否 存 在 点 M, 使 得 BM 平 面 PCD? 若 存 在 , 求 AMAP 的 值 , 若 不 存 在 , 说

    22、 明理 由 .解 析 : ( )由 已 知 结 合 面 面 垂 直 的 性 质 可 得 AB 平 面 PAD, 进 一 步 得 到 AB PD, 再 由 PDPA, 由 线 面 垂 直 的 判 定 得 到 PD 平 面 PAB;( )取 AD 中 点 为 O, 连 接 CO, PO, 由 已 知 可 得 CO AD, PO AD.以 O 为 坐 标 原 点 , 建 立 空间 直 角 坐 标 系 , 求 得 P(0, 0, 1), B(1, 1, 0), D(0, -1, 0), C(2, 0, 0), 进 一 步 求 出 向量 PB 、 PD、 PC的 坐 标 , 再 求 出 平 面 PCD

    23、的 法 向 量 n , 设 PB 与 平 面 PCD 的 夹 角 为 , 由 sin =|cos n , PB |= n PBn PB 求 得 直 线 PB与 平 面 PCD所 成 角 的 正 弦 值 ;( )假 设 存 在 M 点 使 得 BM 平 面 PCD, 设 AMAP = , M(0, y1, z1), 由 AM AP 可 得 M(0,1- , ), BM=(-1, - , ), 由 BM 平 面 PCD, 可 得 BM n =0, 由 此 列 式 求 得 当 AMAP = 14时 , M点 即 为 所 求 .答 案 : ( ) 平 面 PAD 平 面 ABCD, 且 平 面 PAD

    24、 平 面 ABCD=AD,且 AB AD, AB平 面 ABCD, AB 平 面 PAD, PD平 面 PAD, AB PD,又 PD PA, 且 PA AB=A, PD 平 面 PAB;( )取 AD 中 点 为 O, 连 接 CO, PO, CD=AC= 5 , CO AD,又 PA=PD, PO AD.以 O 为 坐 标 原 点 , 建 立 空 间 直 角 坐 标 系 如 图 :则 P(0, 0, 1), B(1, 1, 0), D(0, -1, 0), C(2, 0, 0),则 PB=(1, 1, -1), PD=(0, -1, -1), PC=(2, 0, -1), CD=(-2,

    25、-1, 0),设 n =(x 0, y0, 1)为 平 面 PCD的 法 向 量 ,则 由 00n PDn PC , 得 00 1 02 1 0yx , 则 n =( 12 , -1, 1).设 PB与 平 面 PCD的 夹 角 为 , 则 sin =|cos n , PB |= n PBn PB = 1 1 121 1 1 34 = 33 ;( )假 设 存 在 M点 使 得 BM 平 面 PCD, 设 AMAP = , M(0, y 1, z1),由 ( )知 , A(0, 1, 0), P(0, 0, 1), AP =(0, -1, 1), B(1, 1, 0), AM =(0, y1-

    26、1, z1),则 有 AM AP , 可 得 M(0, 1- , ), BM=(-1, - , ), BM 平 面 PCD, n =( 12 , -1, 1)为 平 面 PCD 的 法 向 量 , BM n =0, 即 - 12 + + =0,解 得 = 14 .综 上 , 存 在 点 M, 即 当 14AMAP 时 , M 点 即 为 所 求 . 18.设 函 数 f(x)=xea-x+bx, 曲 线 y=f(x)在 点 (2, f(2)处 的 切 线 方 程 为 y=(e-1)x+4,( )求 a, b 的 值 ; ( )求 f(x)的 单 调 区 间 .解 析 : ( )求 函 数 的

    27、导 数 , 根 据 导 数 的 几 何 意 义 求 出 函 数 的 切 线 斜 率 以 及 f(2), 建 立 方 程组 关 系 即 可 求 a, b 的 值 ;( )求 函 数 的 导 数 , 利 用 函 数 单 调 性 和 导 数 之 间 的 关 系 即 可 求 f(x)的 单 调 区 间 .答 案 : ( ) y=f(x)在 点 (2, f(2)处 的 切 线 方 程 为 y=(e-1)x+4, 当 x=2时 , y=2(e-1)+4=2e+2, 即 f(2)=2e+2,同 时 f (2)=e-1, f(x)=xe a-x+bx, f (x)=ea-x-xea-x+b,则 22 22 2

    28、 2 2 22 2 1aa af e b ef e e b e , , 即 a=2, b=e.( ) a=2, b=e; f(x)=xe2-x+ex, f (x)=e2-x-xe2-x+e=(1-x)e2-x+e, f (x)=-e2-x-(1-x)e2-x=(x-2)e2-x,由 f (x) 0 得 x 2, 由 f (x) 0 得 x 2,即 当 x=2时 , f (x)取 得 极 小 值 f (2)=(1-2)e 2-2+e=e-1 0, f (x) 0 恒 成 立 , 即 函 数 f(x)是 增 函 数 , 即 f(x)的 单 调 区 间 是 (- , + ).19. 已 知 椭 圆

    29、C: 2 22 2x ya b =1(a 0, b 0)的 离 心 率 为 32 , A(a, 0), B(0, b), O(0, 0), OAB的 面 积 为 1.( )求 椭 圆 C 的 方 程 ;( )设 P 是 椭 圆 C 上 一 点 , 直 线 PA与 y轴 交 于 点 M, 直 线 PB与 x 轴 交 于 点 N.求 证 : |AN| |BM|为 定 值 .解 析 : ( )运 用 椭 圆 的 离 心 率 公 式 和 三 角 形 的 面 积 公 式 , 结 合 a, b, c 的 关 系 , 解 方 程 可 得a=2, b=1, 进 而 得 到 椭 圆 方 程 ; ( )设 椭 圆

    30、 上 点 P(x0, y0), 可 得 x02+4y02=4, 求 出 直 线 PA 的 方 程 , 令 x=0, 求 得 y, |BM|;求 出 直 线 PB的 方 程 , 令 y=0, 可 得 x, |AN|, 化 简 整 理 , 即 可 得 到 |AN| |BM|为 定 值 4.答 案 : ( )由 题 意 可 得 e= 32ca ,又 OAB的 面 积 为 1, 可 得 12 ab=1, 且 a2-b2=c2, 解 得 a=2, b=1, c= 3 ,可 得 椭 圆 C的 方 程 为 2 24x y =1;( )设 椭 圆 上 点 P(x 0, y0),可 得 x02+4y02=4,直

    31、 线 PA: y= 00 2yx (x-2), 令 x=0, 可 得 y= 002 2yx , 则 |BM|=|1+ 002 2yx |;直 线 PB: y=y0-1x0 x+1, 令 y=0, 可 得 x=-x0y0-1, 则 |AN|=|2+ 00 1xy |. 可 得 |AN| |BM|=|2+ 00 1xy | |1+ 002 2yx |= 20 00 02 22 1x yx y = 2 20 0 0 0 0 00 0 0 04 4 4 4 82 2x y x y x yx y x y = 0 0 0 00 0 0 08 4 4 82 2x y x yx y x y =4,即 有 |A

    32、N| |BM|为 定 值 4.20.设 数 列 A: a 1, a2, , aN (N 2).如 果 对 小 于 n(2 n N)的 每 个 正 整 数 k 都 有 ak an,则 称 n是 数 列 A的 一 个 “ G 时 刻 ” , 记 G(A)是 数 列 A 的 所 有 “ G时 刻 ” 组 成 的 集 合 .( )对 数 列 A: -2, 2, -1, 1, 3, 写 出 G(A)的 所 有 元 素 ;( )证 明 : 若 数 列 A中 存 在 an使 得 an a1, 则 G(A) ;( )证 明 : 若 数 列 A满 足 an-an-1 1(n=2, 3, , N), 则 G(A)

    33、的 元 素 个 数 不 小 于 aN-a1.解 析 : ( )结 合 “ G时 刻 ” 的 定 义 进 行 分 析 ;( )可 以 采 用 假 设 法 和 递 推 法 进 行 分 析 ;( )可 以 采 用 假 设 法 和 列 举 法 进 行 分 析 .答 案 : ( )根 据 题 干 可 得 , a 1=-2, a2=2, a3=-1, a4=1, a5=3, a1 a2满 足 条 件 , 2 满 足 条 件 ,a2 a3不 满 足 条 件 , 3不 满 足 条 件 ,a2 a4不 满 足 条 件 , 4 不 满 足 条 件 , a1, a2, a3, a4, 均 小 于 a5, 因 此 5

    34、满 足 条 件 , 因 此 G(A)=2,5.( )因 为 存 在 an a1, 设 数 列 A中 第 一 个 大 于 a1的 项 为 ak, 则 ak a1 ai, 其 中 2 i k-1,所 以 k G(A), G(A) ;( )设 A 数 列 的 所 有 “ G时 刻 ” 为 i1 i2 L ik,对 于 第 一 个 “ G时 刻 ” i 1, 有 1ia a1 ai(i=2, 3, L, i1-1), 则 1ia -ai 1ia - 1ia -1 1.对 于 第 二 个 “ G时 刻 ” i1, 有 ai2 1ia ai(i=2, 3, L, i1-1), 则 2ia - 1ia 2ia - 2ia -1 1.类 似 的 3ia - 2ia 1, , kia - kia -1 1.于 是 , k ( kia - kia -1)+( kia -1- kia -2)+L+( 2ia - 1ia )+( 1ia -a1)= kia -a1.对 于 a N, 若 N G(A), 则 kia =aN.若 N-G(A), 则 aN kia , 否 则 由 (2)知 kia , kia +1, L, aN, 中 存 在 “ G 时 刻 ” 与 只 有 k 个 “ G时 刻 ” 矛 盾 .从 而 k kia -a1 aN-a1.


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