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文檔簡介
第08講函數(shù)的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)總結(jié)】一、函數(shù)的零點(diǎn)對于函數(shù),我們把使的實(shí)數(shù)叫做函數(shù)的零點(diǎn).二、方程的根與函數(shù)零點(diǎn)的關(guān)系方程有實(shí)數(shù)根函數(shù)的圖像與軸有公共點(diǎn)函數(shù)有零點(diǎn).三、零點(diǎn)存在性定理如果函數(shù)在區(qū)間上的圖像是連續(xù)不斷的一條曲線,并且有,那么函數(shù)在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),即存在,使得也就是方程的根.四、二分法對于區(qū)間上連續(xù)不斷且的函數(shù),通過不斷地把函數(shù)的零點(diǎn)所在的區(qū)間一分為二,使區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn)逐步逼近零點(diǎn),進(jìn)而得到零點(diǎn)的近似值的方法叫做二分法.求方程的近似解就是求函數(shù)零點(diǎn)的近似值.五、用二分法求函數(shù)零點(diǎn)近似值的步驟(1)確定區(qū)間,驗(yàn)證,給定精度.(2)求區(qū)間的中點(diǎn).(3)計(jì)算.若則就是函數(shù)的零點(diǎn);若,則令(此時(shí)零點(diǎn)).若,則令(此時(shí)零點(diǎn))(4)判斷是否達(dá)到精確度,即若,則函數(shù)零點(diǎn)的近似值為(或);否則重復(fù)第(2)—(4)步.用二分法求方程近似解的計(jì)算量較大,因此往往借助計(jì)算完成.六、已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過解不等式確定參數(shù)范圍;(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問題加以解決;(3)數(shù)形結(jié)合法:先對解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.【典型例題】例1.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)f(x)=2x+x3-2在區(qū)間(0,2)內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)是()A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)y=2x,y=x3在R上均為增函數(shù),故函數(shù)f(x)=2x+x3-2在R上為增函數(shù),又f(0)<0,f(2)>0,故函數(shù)f(x)=2x+x3-2在區(qū)間(0,2)內(nèi)只有一個(gè)零點(diǎn).故選:A.例2.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)f(x)=ax+b有一個(gè)零點(diǎn)是2,那么函數(shù)g(x)=bx2-ax的零點(diǎn)為()A.0或 B.0 C. D.0或【答案】A【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)f(x)=ax+b有一個(gè)零點(diǎn)是2,所以b=-2a,所以g(x)=-2ax2-ax=-a(2x2+x).令g(x)=0,得x1=0,x2=-.故選:A例3.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)為()A. B.,0 C. D.0【答案】D【詳解】函數(shù)當(dāng)時(shí),令,解得當(dāng)時(shí),令,解得(舍去)綜上函數(shù)的零點(diǎn)為0.故選:D.例4.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)一定位于下列哪個(gè)區(qū)間內(nèi)()A. B. C. D.【答案】C【詳解】解:解不等式得或,所以函數(shù)的定義域?yàn)?,因?yàn)?,,,,,所以,所以根?jù)零點(diǎn)的存在性定理得在區(qū)間上必有零點(diǎn),所以函數(shù)的零點(diǎn)一定位于區(qū)間內(nèi).故選:C例5.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)f(x)=3ax+1-2a在區(qū)間(-1,1)內(nèi)存在一個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是()A. B. C.(-∞,-1) D.(-∞,-1)∪【答案】D【詳解】當(dāng)a=0時(shí),f(x)=1與x軸無交點(diǎn),不合題意,所以a≠0;函數(shù)f(x)=3ax+1-2a在區(qū)間(-1,1)內(nèi)是單調(diào)函數(shù),所以f(-1)·f(1)<0,即(5a-1)(a+1)>0,解得a<-1或a>.故選:D.例6.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)僅有一個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)僅有一個(gè)零點(diǎn),所以與圖像只有一個(gè)交點(diǎn).對于,求導(dǎo)得.令,得或.所以當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí)單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí)單調(diào)遞增.所以當(dāng)時(shí)函數(shù)有極大值,當(dāng)時(shí)函數(shù)有極小值.作與的圖像如下圖所示.由圖可知,當(dāng)與圖像只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí),或,即或.故選:D例7.(2022·全國·高三專題練習(xí)(理))已知函數(shù)的部分函數(shù)值如下表所示:x10.50.750.6250.56250.63210.27760.0897那么函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)近似值(精確度為0.1)為()A.0.45 B.0.57 C.0.78 D.0.89【答案】B【詳解】根據(jù)給的數(shù)據(jù)知道方程的根在區(qū)間內(nèi),所以近似解為0.57故選:B例8.(2022·全國·模擬預(yù)測)在藥物代謝動(dòng)力學(xué)中,注射藥物后瞬時(shí)藥物濃度(單位:)與時(shí)間(單位:)的關(guān)系式為,其中為時(shí)的藥物濃度,為常數(shù).已知給某患者注射某劑量為的藥物后,測得不同時(shí)間藥物濃度如下:1.02.0109.7880.35則該藥物的的值大約為()A.0.287 B.0.312 C.0.323 D.0.356【答案】B【詳解】由題得,,兩式相除得,所以.故選:B.【技能提升訓(xùn)練】一、單選題1.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),則函數(shù)的零點(diǎn)是()A.0,2 B.0, C.0, D.2,【答案】C【分析】轉(zhuǎn)化條件為,解方程即可得解.【詳解】函數(shù)經(jīng)過點(diǎn),,∴,∴,令,則所以函數(shù)的零點(diǎn)是0和.故選:C.2.(2022·全國·高三專題練習(xí)(理))函數(shù)的零點(diǎn)是()A.(-1,0) B.x=0 C.-1 D.1【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)的定義,令,即可求解.【詳解】由題意,函數(shù),令,即,解得,即函數(shù)的零點(diǎn)為.故選:C.3.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則函數(shù)的零點(diǎn)為()A. B.,0 C. D.0【答案】D【分析】函數(shù)的零點(diǎn),即令分段求解即可.【詳解】函數(shù)當(dāng)時(shí),令,解得當(dāng)時(shí),令,解得(舍去)綜上函數(shù)的零點(diǎn)為0故選:D.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù),考查分段函數(shù)的知識(shí),屬于基礎(chǔ)題.4.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)之和為()A.-1 B.1 C.-2 D.2【答案】A【分析】根據(jù)分段函數(shù)解析式,分別求得零點(diǎn),結(jié)合對數(shù)式運(yùn)算即可求得零點(diǎn)之和.【詳解】函數(shù)當(dāng)時(shí),,設(shè)其零點(diǎn)為,則滿足,解得;當(dāng)時(shí),,設(shè)其零點(diǎn)為,則滿足,解得;所以零點(diǎn)之和為故選:A.【點(diǎn)睛】本題考查了分段函數(shù)的簡單應(yīng)用,函數(shù)零點(diǎn)的定義,對數(shù)式的運(yùn)算性質(zhì),屬于基礎(chǔ)題.5.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)若函數(shù)存在零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B.C. D.【答案】B【分析】在同一坐標(biāo)系中,作出指數(shù)函數(shù),根據(jù)函數(shù)存在零點(diǎn),利用數(shù)形結(jié)合法求解.【詳解】如圖所示:指數(shù)函數(shù),沒有零點(diǎn),有唯一的零點(diǎn),所以若函數(shù)存在零點(diǎn),須有零點(diǎn),即,所以,故選:B.【點(diǎn)睛】本題主要考查函數(shù)的零點(diǎn),還考查了數(shù)形結(jié)合的思想方法,屬于基礎(chǔ)題.6.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)為()A.2 B.3 C.4 D.5【答案】B【分析】由解出或,根據(jù)解析式分別求出當(dāng)和時(shí)的值,即可判斷實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù).【詳解】做出圖像如下:或,①若時(shí),⑴當(dāng),或,符合題意;⑵當(dāng),,符合題意;②若,綜上:共有3個(gè)實(shí)數(shù)根.故選:B.7.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn),若,則()A., B.,C., D.,【答案】B【分析】轉(zhuǎn)化是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)為是函數(shù)與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo),畫出函數(shù)圖像,利用圖像判斷即可【詳解】因?yàn)槭呛瘮?shù)的一個(gè)零點(diǎn),則是函數(shù)與的交點(diǎn)的橫坐標(biāo),畫出函數(shù)圖像,如圖所示,則當(dāng)時(shí),在下方,即;當(dāng)時(shí),在上方,即,故選:B【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)的零點(diǎn)問題,考查數(shù)形結(jié)合思想與轉(zhuǎn)化思想8.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知函數(shù)的圖象是連續(xù)的曲線,且部分對應(yīng)值表如下:123451.43.55.4-5.5-6.7則方程必存在有根的一個(gè)區(qū)間是()A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理即可求解.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)的圖象是連續(xù)的曲線,且,,所以,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理可得函數(shù)必定存在零點(diǎn)位于區(qū)間,故方程必存在有根的一個(gè)區(qū)間是,故選:C.9.(2022·全國·高三專題練習(xí))用二分法求方程的近似解時(shí),可以取的一個(gè)區(qū)間是()A. B. C. D.【答案】B【分析】構(gòu)造函數(shù)并判斷其單調(diào)性,借助零點(diǎn)存在性定理即可得解.【詳解】,令,在上單調(diào)遞增,并且圖象連續(xù),,,在區(qū)間內(nèi)有零點(diǎn),所以可以取的一個(gè)區(qū)間是.故選:B10.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知函數(shù),則下列區(qū)間中,的零點(diǎn)所在的區(qū)間是()A. B. C. D.【答案】C【分析】計(jì)算,得出,根據(jù)零點(diǎn)存在定理可得選項(xiàng).【詳解】由函數(shù),所以,所以,所以函數(shù)所在零點(diǎn)的區(qū)間為,故選:C.11.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)零點(diǎn)存在定理得出,代入可得選項(xiàng).【詳解】由題可知:函數(shù)單調(diào)遞增,若一個(gè)零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),則需:,即,解得,故選:C.【點(diǎn)睛】本題考查零點(diǎn)存在定理,屬于基礎(chǔ)題.12.(2022·江蘇·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的零點(diǎn)位于區(qū)間,上,則()A. B. C. D.【答案】D【分析】利用零點(diǎn)存在定理求得整數(shù)的值,進(jìn)而可求得的值.【詳解】易知函數(shù)單調(diào)遞減,又因?yàn)?,,由零點(diǎn)存在定理可知,函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi),則.所以.故選:D.【點(diǎn)睛】本題考查利用零點(diǎn)存在定理求參數(shù)值,同時(shí)也考查指數(shù)式與對數(shù)式的計(jì)算,考查計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.13.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)的零點(diǎn)所在的大致區(qū)間為()A. B. C. D.【答案】B【分析】因?yàn)闉樵龊瘮?shù),故代入?yún)^(qū)間端點(diǎn)逐個(gè)計(jì)算,左負(fù)右正即可.【詳解】因?yàn)?、為增函?shù),所以為增函數(shù),且,,,,根據(jù)零點(diǎn)存在性定理知的零點(diǎn)在區(qū)間內(nèi).故選:B14.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)在區(qū)間(-1,1)上有兩個(gè)不同的零點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B. C.(2,+∞) D.(0,2)【答案】B【分析】根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合題意,列出不等式組,即可求得答案.【詳解】因?yàn)闉殚_口向上的拋物線,且對稱軸為,在區(qū)間(-1,1)上有兩個(gè)不同的零點(diǎn),所以,即,解得,所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是.故選:B15.(2022·江蘇·高三專題練習(xí))若函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn)分別在區(qū)間和區(qū)間內(nèi),則的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】C【分析】利用零點(diǎn)存在定理進(jìn)行列不等式方程組,進(jìn)而求解即可【詳解】函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),根據(jù)題意有,,解得故選:C16.(2022·全國·高三專題練習(xí)(理))若關(guān)于x的方程有實(shí)數(shù)解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B. C. D.【答案】D【分析】令(),則原方程等價(jià)于關(guān)于的一元二次方程在上有解,分離,利用基本不等式和不等式的性質(zhì)求值域即可.【詳解】解:令(),則原方程等價(jià)于在上有解.則a=﹣﹣4=﹣(t+)﹣4,因?yàn)閠+≥4,所以﹣﹣4≤﹣8.當(dāng)且僅當(dāng)t=2,即x=時(shí)取等號(hào).所以a的范圍為(﹣∞,﹣8].故選:D.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題考查有關(guān)二次函數(shù)的復(fù)合函數(shù)的問題,先換元轉(zhuǎn)化為一元二次方程有解的問題,然后再根據(jù)有解問題進(jìn)行參變分離解題.17.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)()的一個(gè)零點(diǎn)附近的函數(shù)值的參考數(shù)據(jù)如下表:x00.50.531250.56250.6250.751f(x)-1.307-0.084-0.0090.0660.2150.5121.099由二分法,方程的近似解(精確度0.05)可能是()A.0.625 B.-0.009 C.0.5625 D.0.066【答案】C【分析】按照二分法的方法流程進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)的符號(hào)確定根所在的區(qū)間,當(dāng)區(qū)間長度小于或等于0.05時(shí),只需從該區(qū)間上任取一個(gè)數(shù)即可.【詳解】在上單調(diào)遞增.設(shè)近似值為,由表格有,所以故選:C【點(diǎn)睛】本題考查了二分法求近似根的解法步驟,在解題時(shí)要注意先判斷該解區(qū)間是否單調(diào),然后再進(jìn)行計(jì)算,此類題計(jì)算量較大,要避免計(jì)算錯(cuò)誤.屬于基礎(chǔ)題.18.(2022·浙江·高三專題練習(xí))某學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng),某同學(xué)獲得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:對于表中數(shù)據(jù),現(xiàn)給出以下擬合曲線,其中擬合程度最好的是()A. B. C. D.【答案】D【分析】作出散點(diǎn)圖,結(jié)合圖形可得出合適的函數(shù)模型.【詳解】在直角坐標(biāo)系中畫出這幾對數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖,觀察圖形的變化趨勢,這幾個(gè)點(diǎn)在變化趨勢上是在第一象限單調(diào)遞增,遞增的速度比較快,排除B、C兩個(gè)選項(xiàng),當(dāng)時(shí),不符合A選項(xiàng).故選:D.19.(2022·浙江·高三專題練習(xí))某食品的保鮮時(shí)間y(單位:小時(shí))與儲(chǔ)存溫度x(單位:)滿足函數(shù)關(guān)系(為自然對數(shù)的底數(shù),k,b為常數(shù)).若該食品在0的保鮮時(shí)間是192小時(shí),在22的保鮮時(shí)間是48小時(shí),則該食品在33的保鮮時(shí)間是()A.16小時(shí) B.20小時(shí) C.24小時(shí) D.28小時(shí)【答案】C【分析】根據(jù)食品在0的保鮮時(shí)間是192小時(shí),在22的保鮮時(shí)間是48小時(shí),求出k、b,然后再將x=33代入即可得出答案.【詳解】解:由題意,得,即,于是當(dāng)x=33時(shí),=24(小時(shí)).故選:C.20.(2022·全國·高三專題練習(xí))“百日沖刺”是各個(gè)學(xué)校針對高三學(xué)生進(jìn)行的高考前的激情教育,它能在短時(shí)間內(nèi)最大限度激發(fā)一個(gè)人的潛能,使成績在原來的基礎(chǔ)上有不同程度的提高,以便在高考中取得令人滿意的成績,特別對于成績在中等偏下的學(xué)生來講,其增加分?jǐn)?shù)的空間尤其大.現(xiàn)有某班主任老師根據(jù)歷年成績在中等偏下的學(xué)生經(jīng)歷“百日沖刺”之后的成績變化,構(gòu)造了一個(gè)經(jīng)過時(shí)間(單位:天),增加總分?jǐn)?shù)(單位:分)的函數(shù)模型:,為增分轉(zhuǎn)化系數(shù),為“百日沖刺”前的最后一次??伎偡?,且.現(xiàn)有某學(xué)生在高考前天的最后一次??伎偡譃榉?,依據(jù)此模型估計(jì)此學(xué)生在高考中可能取得的總分約為()()A.分 B.分 C.分 D.分【答案】B【分析】由可求得,將,,代入中,可求得增加分?jǐn)?shù),由此可得結(jié)果.【詳解】由題意得:,;,該學(xué)生在高考中可能取得的總分約為分.故選:B.21.(2022·全國·高三專題練習(xí))為了研究疫情有關(guān)指標(biāo)的變化,現(xiàn)有學(xué)者給出了如下的模型:假定初始時(shí)刻的病例數(shù)為N0,平均每個(gè)病人可傳染給K個(gè)人,平均每個(gè)病人可以直接傳染給其他人的時(shí)間為L天,在L天之內(nèi),病例數(shù)目的增長隨時(shí)間t(單位:天)的關(guān)系式為N(t)=N0(1+K)t,若N0=2,K=2.4,則利用此模型預(yù)測第5天的病例數(shù)大約為()(參考數(shù)據(jù):log1.4454≈18,log2.4454≈7,log3.4454≈5)A.260 B.580 C.910 D.1200【答案】C【分析】首先根據(jù)題意得到,再根據(jù)參考數(shù)據(jù)求解即可.【詳解】,因?yàn)?,所以,所?故選:C二、多選題22.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù),則下列區(qū)間中含零點(diǎn)的是()A. B. C. D.【答案】AD【分析】計(jì)算出各端點(diǎn)處的函數(shù)值,若兩端一正一負(fù)即可判斷出存在零點(diǎn).【詳解】,,,,,根據(jù)零點(diǎn)的存在性定理可知和存在零點(diǎn).故選:AD.【點(diǎn)睛】本題考查零點(diǎn)的存在性定理,屬于基礎(chǔ)題.23.(2022·江蘇·高三專題練習(xí))已知函數(shù)若函數(shù)恰有2個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)m可以是()A. B.0 C.1 D.2【答案】ABC【分析】轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖象與直線恰有兩個(gè)交點(diǎn),畫出函數(shù)的圖象,根據(jù)圖象可得解.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)恰有2個(gè)零點(diǎn),所以函數(shù)的圖象與直線恰有兩個(gè)交點(diǎn),畫出函數(shù)的圖象如圖:由圖可知,或,結(jié)合選項(xiàng),因此可以為-1,0,1.故選:ABC.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通過解不等式確定參數(shù)范圍;(2)分離參數(shù)法:先將參數(shù)分離,轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問題加以解決;(3)數(shù)形結(jié)合法:先對解析式變形,進(jìn)而構(gòu)造兩個(gè)函數(shù),然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象,利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.三、填空題24.(2022·全國·高三專題練習(xí))若函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間上,則k的值為___________.【答案】3【分析】利用零點(diǎn)存在性定理即可得到答案.【詳解】易知函數(shù)在其定義域(1,+∞)上連續(xù)不斷,而,,則函數(shù)的零點(diǎn)在區(qū)間(3,4)上,故k=3.故答案為:3.25.(2022·全國·高三專題練習(xí)(文))已知直線與曲線有四個(gè)交點(diǎn),則a的取值范圍是___________.【答案】【分析】直線與曲線有四個(gè)交點(diǎn)等價(jià)于方程有四個(gè)解,即直線與函數(shù)的圖象有四個(gè)交點(diǎn),借助圖形求解即得.【詳解】直線與曲線有四個(gè)交點(diǎn)等價(jià)于方程,即有四個(gè)解,等價(jià)于直線與函數(shù)的圖象有四個(gè)交點(diǎn),在同一坐標(biāo)系中,畫出它們的圖象,如圖,觀察圖象可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),直線與函數(shù)圖象有四個(gè)交點(diǎn),所以a的取值范圍是:.故答案為:26.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知函數(shù)f(x)=,若關(guān)于x的方程f(x)=k有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是___________.【答案】(0,1)【分析】畫出函數(shù)圖象,利用數(shù)形結(jié)合思想進(jìn)行求解即可.【詳解】作出函數(shù)y=f(x)與y=k的圖象,如圖所示,由圖可知k∈(0,1).故答案為:27.(2022·全國·高三專題練習(xí))函數(shù)f(x)=(x-2)2-lnx的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為______.【答案】2【分析】令,得到,將等號(hào)左
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