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福建省2011年中考数学试题分类解析汇编
专题12:押轴题
解答题
1.(福建福州14分)已知,如图,二次函数图象的顶点为H,与轴交于A、B两点(B在A点右侧),点H、B关于直线:对称.
(1)求A、B两点坐标,并证明点A在直线l上;
(2)求二次函数解析式;
(3)过点B作直线BK∥AH交直线于K点,M、N分别为直线AH和直线上的两个动点,连接HN、NM、MK,求HN+NM+MK和的最小值.
【答案】解:(1)依题意,得,解得1=﹣3,2=1,
∵B点在A点右侧,∴A点坐标为(﹣3,0),B点坐标为(1,0)。
∵直线:,
当=﹣3时,,∴点A在直线上。
(2)∵点H、B关于过A点的直线:对称,∴AH=AB=4。
过顶点H作HC⊥AB交AB于C点,
则AC=AB=2,HC=。
∴顶点H(-1,)。
代入二次函数解析式,解得,
∴二次函数解析式为。
(3)直线AH的解析式为,直线BK的解析式为,
由,解得。∴K(3,)。则BK=4。
过点K作直线AH的对称点Q,连接QK,交直线AH于E,过点K作KD⊥AB,垂足为点D。
∵点H、B关于直线AK对称,
∴HN+MN的最小值是MB, 。
且QM=MK,QE= KE= KD= ,AE⊥QK。
∴BM+MK的最小值是BQ,即BQ的长是HN+NM+MK的最小值。
∵BK∥AH,∴∠BKQ=∠HEQ=90°。由勾股定理得QB=8。
∴HN+NM+MK的最小值为8。
【考点】二次函数综合题,解一元二次方程,轴对称的性质,解二元一次方程组,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理。
【分析】(1)解出方程,即可得到A点坐标和B点坐标;把A的坐标代入直线即可判断A是否在直线上。
(2)根据点H、B关于过A点的直线:对称,得出AH=AB=4,过顶点H作HC⊥AB交AB于C点,求出AC和HC的长,得出顶点H的坐标,代入二次函数解析式,求出,即可得到二次函数解析式。
(3)解方程组,即可求出K的坐标,根据点H、B关于直线AK对称,得出HN+MN的最小值是MB,过点K作直线AH的对称点Q,连接QK,交直线AH于E,得到BM+MK的最小值是BQ,即BQ的长是HN+NM+MK的最小值,由勾股定理得QB=8,即可得出答案。
2.(福建泉州14分)如图1,在第一象限内,直线y=mx与过点B(0,1)且平行于x轴的直线l相交于点A,半径为r的⊙Q与直线y=mx、x轴分别相切于点T、E,且与直线l分别交于不同的M、N两点.
(1)当点A的坐标为(,p)时,
①填空:p=___ ,m= ___,∠AOE= ___.
②如图2,连接QT、QE,QE交MN于点F,当r=2时,试说明:以T、M、E、N为顶点的四边形是等腰梯形;
(2)在图1中,连接EQ并延长交⊙Q于点D,试探索:对m、r的不同取值,经过M、D、N三点的抛物线y=ax2+bx+c,a的值会变化吗?若不变,求出a的值;若变化.请说明理由.
【答案】解:(1) 1,,60°。
(2)如图,连接TM,ME,EN,QN,QM ,
∵OE和OP是⊙Q的切线,
∴QE⊥x轴,QT⊥OT,即∠QTA=90°。
而l∥x轴,∴QE⊥MN。∴MF=NF。
又∵r=2,EF=1,∴QF=2-1=1。
∴四边形QNEM为平行四边形,即QN∥ME。
∴EN=MQ=EQ=QN,即△QEN为等边三角形。∴∠NQE=60°,∠QNF=30°。
在四边形OEQT中,∠QTO=∠QEO=90°,∠TOE=60°,
∴∠TQE=360°-90°-90°-60°=120°。∴∠TQE+∠NQE=120°+60°=180°。
∴T、Q、N三点共线,即TN为直径。∴∠TMN=90°。
∴TN∥ME,∴∠MTN=60°=∠TNE。
∴以T、M、E、N为顶点的四边形是等腰梯形。
(3)对m、r的不同取值,经过M、D、N三点的抛物线y=ax2+bx+c,a的值不会变化。
理由如下:如图,连DM,ME,
∵DM为直径,∴∠DME=90°。
而DM垂直平分MN,∴Rt△MFD∽Rt△EFM。
∴MF2=EF•FD。
设D(h,k),(h>0,k=2r),
则过M、D、N三点的抛物线的解析式为:
y=a(x-h)2+k。
又∵M、N的纵坐标都为1,
当y=1时,a(x-h)2+k=1,解得x1=,x2=。
∴MN=2。∴MF=MN=。
∴。∴ 。∴a=-1。
∴对m、r的不同取值,经过M、D、N三点的抛物线y=ax2+bx+c,a的值会变化,a=-1。
【考点】一次、二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,切线的性质,平行四边形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,多边形内角和定理,平行的判定和性质,等腰梯形的判定,垂径定理,圆周角定理,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)∵点A的坐标为( ,p),点A在直线l:y=1上,
∴p=1,即点A坐标为( ,1)。
∵点A在直线y=mx上,∴1= m,解得m=。
在Rt△OBA中,OB=1,AB= ,tan∠AOB=,∴∠AOB =30°。∴∠AOE=60°。
(2)作辅助线:连接TM,ME,EN,QN,QM,根据切线的性质得到QE⊥x轴,QT⊥OT,由QE⊥MN,得到MF=NF,而r=2,EF=1,则四边形QNEM为平行四边形,即QN∥ME;同时有△QEN为等边三角形,则∠NQE=60°,∠QNF=30°;在四边形OEQT中,∠QTO=∠QEO=90°,∠TOE=60°,可求出∠TQE=120°,于是有∠TQE+∠NQE=120°+60°=180°,即T、Q、N三点共线,得到TN为直径;得到∠TMN=90°,得到TN∥ME,所以∠MTN=60°=∠TNE,得到以T、M、E、N为顶点的四边形是等腰梯形。
(3)作辅助线:连接DM,ME,根据垂径定理和圆周定理的推论得到∠DME=90°,DM垂直平分MN,所以Rt△MFD∽Rt△EFM,得到MF2=EF•FD,设D(h,k),(h>0,k=2r),则过M、D、N三点的抛物线的解析式为:y=a(x-h)2+k,令y=1,得到x1=,x2=,则MF=MN=,得到),解得a=-1。
3.(福建漳州14分)如图1,抛物线y=mx2-11mx+24m (m<0) 与x轴交于B、C两点(点B在点C
的左侧),抛物线另有一点A在第一象限内,且∠BAC=90°.
(1)填空:OB=_ ▲ ,OC=_ ▲ ;
(2)连接OA,将△OAC沿x轴翻折后得△ODC,当四边形OACD是菱形时,求此时抛物线的解析式;
(3)如图2,设垂直于x轴的直线l:x=n与(2)中所求的抛物线交于点M,与CD交于点N,若直线l
沿x轴方向左右平移,且交点M始终位于抛物线上A、C两点之间时,试探究:当n为何值时,四边形
AMCN的面积取得最大值,并求出这个最大值.
【答案】解:(1)OB=3,OC=8。
(2)连接AD,交OC于点E,
∵四边形OACD是菱形,
∴AD⊥OC,OE=EC= ×8=4。∴BE=4-3=1。
又∵∠BAC=90°,∴△ACE∽△BAE。
∴=。∴AE2=BE·CE=1×4=4。∴AE=2。∴点A的坐标为 (4,2) 。
把点A的坐标 (4,2)代入抛物线y=mx2-11mx+24m,得m=-。
∴抛物线的解析式为y=-x2+x-12。
(3)∵直线x=n与抛物线交于点M,
∴点M的坐标为 (n,-n2+n-12) 。
由(2)知,点D的坐标为(4,-2),
则由C、D两点的坐标求直线CD的解析式为y=x-4。
∴点N的坐标为 (n,n-4)。
∴MN=(-n2+n-12)-(n-4)=-n2+5n-8。
∴S四边形AMCN=S△AMN+S△CMN=MN·CE=(-n2+5n-8)×4=-(n-5)2+9 。
∴当n=5时,S四边形AMCN=9。
【考点】二次函数综合题,解一元二次方程,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,菱形的性质,相似三角形的判定和性质,二次函数的最值。
【分析】(1)根据二次函数与轴交点坐标求法,由mx2-11mx+24m =0(m<0),解一元二次方程即可得出。
(2)利用菱形性质得出AD⊥OC,从而得出△ACE∽△BAE,即可得出A点坐标,从而求出二次函数解析式。
(3)用待定系数法求出过C、D两点的坐标的直线CD的解析式,从而由S四边形AMCN=S△AMN+S△CMN利用二次函数的最值求出即可。
4.(福建三明14分)在矩形ABCD中,点P在AD上,AB=2,AP=1.将直角尺的顶点放在P处,直角尺的两边分别交AB,BC于点E,F,连接EF(如图①).
(1)当点E与点B重合时,点F恰好与点C重合(如图②),求PC的长;
(2)探究:将直尺从图②中的位置开始,绕点P顺时针旋转,当点E和点A重合时停止.在这个过程中,请你观察、猜想,并解答:
①tan∠PEF的值是否发生变化?请说明理由;
②直接写出从开始到停止,线段EF的中点经过的路线长.
【答案】解:(1)在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,AP=1,CD=AB=2,则PB=。
∴∠ABP+∠APB=90° 。
又∵∠BPC=90°,∴∠APB+∠DPC=90°。∴∠ABP=∠DPC。∴△APB∽△DCP。
∴ = , 即 =。∴PC=2。
(2)tan∠PEF的值不变。理由如下:
过F作FG⊥AD,垂足为G,则四边形ABFG是矩形。
∴∠A=∠PFG=90°,GF=AB=2。
∴∠AEP+∠APE=90°。
又∵∠EPF=90°,∴∠APE+∠GPF=90°。
∴∠AEP=∠GPF。∴△APE∽△GPF。
∴ = = =2。
∴Rt△EPF中,tan∠PEF==2。∴tan∠PEF的值不变。
(3)线段EF的中点经过的路线长为。
【考点】矩形的性质,勾股定理,三角形内角和定理,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,直角三角形斜边上中线的性质,线段中垂线的性质,三角形中位线定理。
【分析】(1)由勾股定理求PB,利用互余关系证明△APB∽△DCP,利用相似比求PC。
(2)tan∠PEF的值不变.过F作FG⊥AD,垂足为G,同(1)的方法证明△APB∽△DCP,得相似比 = = =2,再利用锐角三角函数的定义求值。
(3)如图2,对EF的中点O,由直角三角形斜边上中线的性质,有PO=BO=EF,即点O 在PB的中垂线上。所以从开始到停止,线段EF的中点经过的路线是一条线段。
如图3,画出起始位置和终点位置时,线段EF的中点O1,O2,连接O1O2,线段O1O2即为线段EF的中点经过的路线长,它是PB的中垂线的一段,也是△BPC的中位线。由(1),根据三角形中位线定理,
O1O2=PC=。
5.(福建厦门11分)已知抛物线y=﹣x2+2mx﹣m2+2的顶点A在第一象限,过点A作AB⊥y轴于点B,C是线段AB上一点(不与点A、B重合),过点C作CD⊥x轴于点D并交抛物线于点P.
(1)若点C(1,a)是线段AB的中点,求点P的坐标;
(2)若直线AP交y轴的正半轴于点E,且AC=CP,求△OEP的面积S的取值范围.
【答案】解:(1)依题意得顶点A的坐标为(2,a),设P(1,n)
由顶点坐标公式,得,得m=2。
∴抛物线的表达式为y=-x2+4x﹣2。
把P点的坐标代入得n=1。即P点的坐标为(1,1)。
(2)把抛物线化为顶点式:y=﹣(x﹣m)2+2,
可知A(m,2),设C(n,2),
把n代入y=﹣(x﹣m)2+2得y=﹣(n﹣m)2+2,
所以P(n,﹣(n﹣m)2+2)。
∵AC=CP,∴m﹣n=2+(m﹣n)2﹣2,即m﹣n=(m﹣n)2。
∴m﹣n=0或m﹣n=1。
又∵C点不与端点A、B重合,∴m≠n。∴m﹣n=1。
则A(m,2),P(m﹣1,1)。
由AC=CP可得BE=AB。
∵OB=2,∴OE=2﹣m。
∴△OPE的面积S=(2﹣m)(m﹣1)=﹣(m﹣)2+(1<m<2)。
∴0<S<。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程式的关系,二次函数的性质。
【分析】(1)根据题意得顶点A的坐标为(2,a),然后设P(1,n)。由二次函数的顶点得A点的横坐标为2,求得函数的解析式,把P点的坐标代入得n=1,从而求得P点的坐标。
(2)把抛物线化为顶点式:y=﹣(x﹣m)2+2,求得其顶点坐标,设C(n,2),然后表示出P(n,﹣(n﹣m)2+2)根据AC=CP求得m﹣n的值,然后表示出OB、OE的值从而表示出△OPE的面积,从而求得面积的取值范围。
6.(福建龙岩14分)如图,在直角梯形ABCD中,∠D=∠BCD=90°,∠B=60°,AB=6,AD=9,点E是CD上的一个动点(E不与D重合),过点E作EF∥AC,交AD于点F(当E运动到C时,EF与AC重合).把△DEF沿EF对折,点D的对应点是点G,设DE=x,△GEF与梯形ABCD重叠部分的面积为y。
(1) 求CD的长及∠1的度数;
(2) 若点G恰好在BC上,求此时x的值;
(3) 求y与x之间的函数关系式。并求x为何值时,y的值最大?最大值是多少?
【答案】解:(1)过点A作AM⊥BC于M,
∵∠B=60°,AB=6
∴BM=AB•cos∠B=6×=3,
AM=AB•sin∠B=6×=3。
∵∠D=∠BCD=90°,∴四边形AMCD是矩形。∴CD=AM=3。
∵AD=9,∴tan∠DAC=。∴∠DAC=30°。
∵EF∥AC,∴∠1=∠DAC=30°。
∴CD=3 ,∠1=30°。
(2)若点G恰好在BC上,则有GE=DE=x,EC=3-x 。
∵∠1=30°,∴∠FED=60°。∴∠GEF=60°。∴∠GEC=60°。
∴GE=2CE,即x=2(3-x),解得x=2。
(3)∵△EFG≌△EFD,
∴S△EFG=S△EFD=。
①当0<x≤2时,随着x的增大,S△EFG增大,此时S△EFG就是重叠的面积,即y=S△EFG= 。当x= 2时,y达到最大值,为。
②当x>2时,△EFG就有一部分在梯形外,如图。
∵GE=DE=x,EC=3-x,
∴ME=2(3-x)。
∴GM=GE-ME= x- 2(3-x)=3 x-6。
∴NG=。
∴S△MNG =。
此时y= S△EFG-S△MNG = -。
∴当x=时,y最大值=。
综上所述,y与x之间的函数关系式为y=;
当x=时,y最大值=。
【考点】直角梯形的性质,二次函数的最值,全等三角形的判定和性质,翻折变换(折叠问题),锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,平行的性质,矩形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)将AB平移,使点A与点D重合,利用勾股定理,则可得出CD的长度,根据CD与AD的长度关系可得出∠DAC的度数,也就得出了∠1的度数。
(2)根据点G落在BC上时,有GE=DE=x,EC=3-x ,求出∠GEF=∠GEC=60°,然后根据GE=2CE列出方程即可得出x的值。
(3)根据△EFG≌△EFD列出y的表达式,从而讨论x的范围,分别得出可能的值即可。
7.(福建莆田14分)已知菱形ABCD的边长为1.∠ADC=60°,等边△AEF两边分别交边DC、CB于点E、F。
(1)(4分)特殊发现:如图1,若点E、F分别是边DC、CB的中点.求证:菱形ABCD对角线AC、BD交点O即为等边△AEF的外心;
(2)若点E、F始终分别在边DC、CB上移动.记等边△AEF的外心为点P.
①(4分)猜想验证:如图2.猜想△AEF的外心P落在哪一直线上,并加以证明;
②(6分)拓展运用:如图3,当△AEF面积最小时,过点P任作一直线分别交边DA于点M,交边DC的延长线于点N,试判断是否为定值.若是.请求出该定值;若不是.请说明理由。
【答案】解:(1)证明:如图1,分别连接OE、0F,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BD平分∠ADC.AO=DC=BC。
∴∠COD=∠COB=∠AOD=90°,
∠ADO= ∠ADC= ×60°=30°。
又∵E、F分别为DC、CB中点,∴OE= CD,OF= BC,AO=AD。
∴0E=OF=OA。∴点O即为△AEF的外心。
(2)①猜想:外心P一定落在直线DB上。证明如下:
如图2,分别连接PE、PA,过点P分别作PI⊥CD于I,PJ⊥AD于J,
∴∠PIE=∠PJD=90°。
∵∠ADC=60°,∴∠IPJ=360°-∠PIE-∠PJD-∠JDI=120°,
∵点P是等边△AEF的外心,
∴∠EPA=120°,PE=PA。∴∠IPJ=∠EPA。
∴∠IPE=∠JPA,∴△PIE≌△PJA(AAS)。
∴PI=PJ。
∴点P在∠ADC的平分线上,即点P落在直线DB上。
② 为定值2。
当AE⊥DC时.△AEF面积最小,此时点E、F分别为DC、CB中点.
连接BD、AC交于点P,由(1)可得点P即为△AEF的外心。
如图3.设MN交BC于点G,
设DM=x,DN=y(x≠0.y≠O),则CN=y-1。
∵BC∥DA,∴△GBP≌△MDP。∴BG=DM=x.
∴CG=1-x。
∵BC∥DA,∴△GBP∽△NDM。
∴ ,即。
∴x+y=2xy。∴ ,即 =2。
【考点】相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,菱形的性质,三角形的外接圆与外心。
【分析】(1)首先分别连接OE、0F,由四边形ABCD是菱形,即可得AC⊥BD,BD平分∠ADC.AO=DC=BC,又由E、F分别为DC、CB中点,即可证得0E=OF=OA,则可得点O即为△AEF的外心。
(2)①首先分别连接PE、PA,过点P分别作PI⊥CD于I,PJ⊥AD于J,即可求得∠IPJ的度数,又由点P是等边△AEF的外心,易证得△PIE≌△PJA,可得PI=PJ,即点P在∠ADC的平分线上,即点P落在直线DB上。
②当AE⊥DC时.△AEF面积最小,此时点E、F分别为DC、CB中点.连接BD、AC交于点P,由(1)可得点P即为△AEF的外心.由△GBP∽△MDP,即可为定值2。
8.(福建南平14分)定义:对于抛物线y=ax2+bx+c ( a、b、c是常数,a≠0),若b2=ac,则称该抛物
线为黄金抛物线.例如:y=2x2-2x+2是黄金抛物线.
(1)请再写出一个与上例不同的黄金抛物线的解析式_ ▲ ;
(2)若抛物线y=ax2+bx+c ( a、b、c是常数,a≠0)是黄金抛物线,请探究该黄金抛物线与x轴的公共
点个数的情况(要求说明理由);
(3)将黄金抛物线沿对称轴向下平移3个单位
① 直接写出平移后的新抛物线的解析式;
② 设①中的新抛物线与y轴交于点A,对称轴与x轴交于点B,动点Q在对称轴上,问新抛物线上
是否存在点P,使以点P、Q、B为顶点的三角形与△AOB全等?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由 [注:第小题可根据解题需要在备用图中画出新抛物线的示意图(画图不计分)]
【提示:抛物线y=ax2+bx+c (a≠0)的对称轴是x=-,顶点坐标是 (-,)】
x
y
1
Oy
2
3
4
5
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
5
-1
-2
-3
-4
-5
【答案】解:(1)y=x2,y=x2-x+1,y=x2+2x+4等。
(2)依题意得b2=ac
∴△=b2-4ac=b2-4b2=-3b2。
∴当b=0时,△=0,此时抛物线与x轴有一个公共点。
当b≠0时,△<0,此时抛物线与x轴没有公共点。
(3)①新抛物线的解析式为y=2x2-2x-1。
②存在。有四个符合条件的点P的坐标:(0,-1),(1,-1),(-, ),( , )。
【考点】二次函数综合题,一元二次方程根的判别式,平移的性质,全等三角形的判定。
【分析】(1)利用b2=ac即b2-ac=0的抛物线为黄金抛物线。
(2)根据题意得到b2=ac,然后结合根的判别式即可求得其根的判别式,根据判别式得到抛物线与x轴的交点情况即可。
(3)①根据抛物线的平移规律即可得到平移后的抛物线的解析式:
∵y=2x2-2x+2=2(x-)2+
∴向下平移3个单位,得y=2(x-)2+-3=2x2-2x-1。
然后利用直角三角形的性质即可得到使以点P、Q、B为顶点的三角形与△AOB全等的点P的坐标:
如图,可求A(0,-1),B(,0),
∴OA=1,OB=,∠AOB=900。
过点A作AQ1⊥y轴,交抛物线对称轴于Q1,交抛物线于P2,此时得到满足条件的点P1(0,-1),P2(1,-1)。
在抛物线对称轴上取点Q2,使B Q2=,过Q2作y轴的垂线交抛物线于P3,P4,此时得到满足条件的点P3(-, ),P4( , )。
9.(福建宁德13分)直线与x轴、y轴分别交于点A、B,点E从B点,出发以每秒1个单位的速度沿线段BO向O点移动(与B、O点不重合),过E作EF∥AB,交x轴于F.将四边形ABEF沿EF折叠,得到四边形DCEF,设点E的运动时间为秒.
⑴①直线与坐标轴交点坐标是A(___,___),B(___,___);
②画出t=2时,四边形ABEF沿EF折叠后的图形(不写画法);
⑵若CD交y轴于H点,求证:四边形DHEF为平行四边形;并求为何值时,四边形DHEF为菱形(计算结果不需化简);
⑶设四边形DCEF落在第一象限内的图形面积为S,求S关于的函数表达式,并求出S的最大值.
【答案】解:⑴① 6,0;0,-6。
②如图,四边形DCEF即为四边形ABEF沿EF折叠后的图形:
⑵∵四边形DCEF与四边形ABEF关于直线EF对称,
又AB∥EF,∴CD∥EF。
∵OA=OB,∠AOB=90°,∴∠BAO=45°。
∵AB∥EF,∴∠AFE=135°。∴∠DFE=∠AFE=135°。
∴∠AFD=360°-2×135°=90°,即DF⊥x轴。∴DF∥EH。
∴四边形DHEF为平行四边形。
要使□DHEF为菱形,只需EF=DF。
∵AB∥EF,∠FAB=∠EBA,∴FA=EB。
∴DF=FA=EB=。
又∵OE=OF=6-,∴EF=。∴=。∴。
∴当时,DHEF为菱形。
⑶分两种情况讨论:
①当0<≤3时,四边形DCEF落在第一象限内的图形是△DFG,
∴S=。
∵S=,在>0时,S随增大而增大,
∴t=3时,S最大=。
②当3<<6时,
四边形DCEF落在第一象限内的图形是四边形DHOF。
∴S四边形DHOF=S△DGF—S△HGO。
∴S===。
∵=<0,∴S有最大值。
∴当=4时,S最大=6.。
综上所述,当S=4时,S最大值为6。
【考点】一次函数综合题,直线上点的坐标与方程的关系,轴对称的性质,平行的性质,三角形内角和定理,平行四边形的判定,菱形的性质,动点问题,二次函数的最值。
【分析】(1)①在令,得;令,得。
∴直线与坐标轴交点坐标是A(6,0),B(0,-6)。
②作点A、B关于EF的对称点D、C,连接 DC,AD,CB,四边形DCEF即为四边形ABEF沿EF折叠后的图形。
(2)由轴对称和平行的性质,得到DF∥EH即可证得四边形DHEF为平行四边形。要使其为菱形,只要邻边相等,在此条件下求出的值即可。
(3)分0<≤3和3<<6两种情况讨论,利用二次函数的最值即可求解。
16
用心 爱心 专心
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