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几何手册精编
2023-01-10 | 阅:  转:  |  分享 
  
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经典模型系列手册

模型一:手拉手模型 — 全等

等边三角形

O D

D O

E C

E C

A B A B

条件: ?OAB , ?OCD 均为等边三角形

结论: ① ?OAC≌?OBD ;② ?AEB ? 60?

③ OE 平分 ?AED (易忘)

D O

O E

B A

C

E

A B

温故而知新 ~ 1 ~ 熟能生巧

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等腰 RT?

D C

E

D O O

C E

A B A B

条件: ?OAB , ?OCD 均为等腰直角三角形

结论: ① ?OAC≌?OBD ;② ?AEB ? 90?

③ OE 平分 ?AED (易忘)

O E

导角核心图形

A B

滴水穿石 ~ 2 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

任意等腰三角形

D D

O O C C

E

A B A B

条件: ?OAB , ?OCD 均为等腰三角形

且 ?AOB ? ?COD

结论: ① ?OAC≌?OBD ;② ?AEB ? ?AOB

③ OE 平分 ?AED (易忘)

模型总结:核心图形如右图,核心条件如下:

① OA ? OB , OC ? OD

② ?AOB ? ?COD

温故而知新 ~ 3 ~ 熟能生巧

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模型二:手拉手模型 — 相似

O O

C D D C

A B A B

条件: CD∥AB ,将 ?OCD 旋转至右图位置

结论:右图

?OCD∽?OAB ? ?OAC∽?OBD

且延长 AC 交 BD 与点 E

必有 ?BEC ? ?BOA

非常重要的结论,必须会熟练证明

滴水穿石 ~ 4 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

手拉手相似(特殊情况)

D O

O

D C C E

A B A B

当 ?AOB ? 90? 时,

除 ?OCD∽?OAB ? ?OAC∽?OBD 之外

BD OD OB 还会隐藏 ? ? ? tan?OCD

AC OC OA

满足 BD ? AC ,若连结 AD 、 BC ,则必有

AD

2

? BC 2 ? AB 2 ? CD 2

1 S

ABCD ? AC ? BD (对角线互相垂直四边形) 2

温故而知新 ~ 5 ~ 熟能生巧

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模型三:对角互补模型

(全等型 — 90°)

A A M

C

E

C

E

D D

N

O B O B

条件: ① ?AOB ? ?DCE ?90?

② OC 平分 ?AOB

结论: ① CD ? CE ; ② OD ? OE ? 2OC

1 ③ S

ODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2 2

辅助线之一:作垂直,证明 ?CDM≌?CEN

滴水穿石 ~ 6 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

A

C D

B O E

F

条件: ① ?AOB ? ?DCE ?90?

② OC 平分 ?AOB

结论: ① CD ? CE ; ② OD ? OE ? 2OC

1 ③ S

ODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2 2

辅助线之二:过点 C 作 CF ? OC

证 明 ?ODC≌?FEC

温故而知新 ~ 7 ~ 熟能生巧

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当 ∠DCE 一边交 AO 延长线上于点 D 时,如图

A M C

N E B

O

D

以上三个结论:(辅助线之一)

① CD ? CE 不变

② OE ?OD ? 2OC (重点)

1 ③ S?

OCE ? S?OCD ? OC2 (难点) 2

请独立完成以上证明,必须非常熟练掌握

滴水穿石 ~ 8 ~ 锲而不舍

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当 ∠DCE 一边交 AO 延长线上于点 D 时,如图

C A

E B

O F

D

以 上三个结论:(辅助线之二)

① CD ? CE 不变

② OE ?OD ? 2OC (重点)

1 ③ S?

OCE ? S?OCD ? OC2 (难点) 2

请独立完成以上证明,必须非常熟练掌握

温故而知新 ~ 9 ~ 熟能生巧

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A

C D

O E B

细节变化:若将条件 “ OC 平分 ?AOB ”与结

论 “ CD ? CE ”互换

条件: ① ?AOB ? ?DCE ?90?

② CD ? CE

结论: ① OC 平分 ?AOB ;

② OD ? OE ? 2OC

1 ③ S

ODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2 2

滴水穿石 ~ 10 ~ 锲而不舍

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(全等型 — 120°)

A C

D

O E B

条件: ① ?AOB ? 2?DCE ?120?

② OC 平分 ?AOB

结论: ① CD ? CE ; ② OD ? OE ?OC

3 ③ S

ODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2 4

请模仿(全等形 — 90°)辅助线之一完成证明

温故而知新 ~ 11 ~ 熟能生巧

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辅助线之二:在 OB 上取一点 F ,使 OF ?OC

证明 ?OCF 为等边三角形(重要)

A C

D

O E F B

结论: ① CD ? CE ; ② OD ? OE ?OC

3 ③ S

ODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2 4

必须熟练,自己独立完成证明

滴水穿石 ~ 12 ~ 锲而不舍

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当 ∠DCE 一边交 AO 延长线上于点 D 时,如图

C

A

E O

F B D

以上三个结论:(辅助线之二)

① ____________________

② _______________________(重点)

③ ________________________(难点)

请独立完成以上证明,必须非常熟练掌握

温故而知新 ~ 13 ~ 熟能生巧

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(全等型 — 任意角 ? )

A

D C

E O B

条件: ① ?AOB ? 2? , ?DCE ?180? ? 2?

② CD ? CE

结论: ① OC 平分 ?AOB ;

② OD ? OE ? 2OC ?cos?

③ SODCE ? S?OCD ? S?OCE ? OC 2

难度较大,记得经常复习

滴水穿石 ~ 14 ~ 锲而不舍

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当 ∠DCE 一边交 AO 延长线上于点 D 时,如图

A C

B O

E

D

以上三个结论:(辅助线之二)

① ____________________

② _______________________(重点)

③ ________________________(难点)

请独立完成以上证明,必须非常熟练掌握

请思考初始条件的变化,对模型的影响

温故而知新 ~ 15 ~ 熟能生巧

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(对角互补模型 --相似型)

A A

D D

C C

M

E B E N B O O

如图 ,若将条件 “ OC 平分 ?AOB ”去掉

条 件 : ① ?AOB ? ?DCE ?90? 不 变 ,

?C O E?? ,结论中三个条件又该如何变化?

结论: ① CE ? CD

② (OD



E)cos? ?OC

1

2

③ S?OCD

滴水穿石 ~ 16 ~ 锲而不舍

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A

D

C

E F B O

证明:过点 C 作 CF ? OC ,交 OB 于点 F

∵ ?DCE ? ?OCF ?90?

∴ ?DCO ? ?ECF

∵ ?AOB ? ?DCE ?180?

∴ ?CDO ? ?CEO ?180?

∴ ?CDO ? ?CEF

∴ ?CDO∽?CEF

EF CE CF ∴ ? ? ? tan? (关键步)

DO CD CO

温故而知新 ~ 17 ~ 熟能生巧

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∴结论 ① 得证

∴ EF ?OD

∵ (OE ? EF) C

∴结论 ② 得证

S

?CEF

S?CDO

CF

2

CO

∴ ? ( ) ? tan ? 2

∴ S?CEF ? S?CDO

∵ S?OCE ? S?CEF ? S?OCF

1 且 S

?OCF ? OC

2

2

∴结论 ③ 得证

难度非常 大,请仔细认真复习

滴水穿石 ~ 18 ~ 锲而不舍

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对角互补模型总结:

① 常见初始条件:四边形对角互补

两点注意:四点共圆和直角三角形斜边中线

② 初始条件:角平分线与两边相等的区别

③ 常见两种辅助线的作法

④ 注意下图中 “ OC 平分 ?AOB ”

A

C D

O E B

?CDE ? ?CED ? ?COA? ?COB 相 等 是 如

何推导

温故而知新 ~ 19 ~ 熟能生巧

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角含半角模型 (90°)

D D

F

A A

F

B C C G B E E

条件: ① 正方形 ABCD ; ② ?EAF ? 45?

结论: ① EF ? DF ? BE

② ?CEF 周长为正方形 ABCD 周长一半

也可以这样:

条件: ① 正方形 ABCD ; ② EF ? DF ? BE

结论: ① ?EAF ? 45?

口诀:角含半角要旋转

滴水穿石 ~ 20 ~ 锲而不舍

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角含半角模型 (90°)

D A

C

F

E B

条件: ① 正方形 ABCD ; ② ?EAF ? 45?

结论: ① EF ? DF ? BE

辅助线:

D D A A

C C E B E B

F F

温故而知新 ~ 21 ~ 熟能生巧

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角含半角模型 (90°)

A A

F

C C B D E B D E

条件: ① 等腰直角 ?ABC ; ② ?DAE ? 45?

结论: BD ? CE ? DE 2 2 2

若 ?DAE 旋转到 ?ABC 外部时

F

A A

C D B E C D B E

结论: BD 2 ? CE 2 ? DE2 仍然成立

滴水穿石 ~ 22 ~ 锲而不舍

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角含半角模型 (90°)变形

D

A

F

D

F

A H H

G G

B C B C E E

条件: ① ?EAF ? 45? ;

结论: ?AHE 为等腰直角三角形(重点 /难点)

证明:连接 AC (方法不唯一)

∵ ?DAC ? ?EAF ? 45? ,∴ ?DAH ? ?CAE

∵ ?ADH ? ?ACE ? 45? ,∴ ?ADH∽?ACE

DA AC ∴ ? ∴ ?AHE∽?ADC

AH AE

温故而知新 ~ 23 ~ 熟能生巧

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倍长中线类模型

A

B

D A D

F F

H H C E B E

条件: ① 矩形 ABCD ; ② BD ? BE

③ DF ? EF

结论: AF ? CF

模型提取:

① 有平行线 AD∥BE

② 平行线间线段有中点 DF ? EF

可以构造 8 字全等 ?ADF≌?HEF

滴水穿石 ~ 24 ~ 锲而不舍

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倍长中线类模型

F M A M D A

D

E

B

E

C C B

条件: ① 平行四边形; ABCD ② BC ? 2AB ;

③ AM ? DM ; ④ CE ? AD

结论: ?EMD ?3?MEA

辅助线 :有平行 AB∥CD ,有中点 AM ? DM

延长 EM ,构造 ?AME≌?DMF ,连接 CM 构

造等腰 ?EMC , ?MCF

通过构造 8字全等线段数量及位置关系,角的大

小转化

温故而知新 ~ 25 ~ 熟能生巧

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相似三角形 360度旋转模型(倍长中线法)

C C

G

F F D D

A B A B E E

条件: ① ?ADE 、 ?ABC 均为等腰直角

② EF ? CF

结论: ① DF ? BF ; ② DF ? BF

辅助线:延长 DF 到点 G ,使 FG ? DF ,连

接 CG 、 BG 、 BD 证明 ?BDG 为等腰直角

突破点: ?ABD≌?CBG

难点:证明 ?BAD ? ?BCG

滴水穿石 ~ 26 ~ 锲而不舍

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相似三角形 360度旋转模型(补全法)

C C

G

F F D D

B A B A

E E

H

条件: ① ?ADE 、 ?ABC 均为等腰直角

② EF ? CF

结论: ① DF ? BF ; ② DF ? BF

辅助线:构造等腰直角 ?AEG 、 ?AHC

辅助线思路:将 DF 与 BF 转化到 CG 与 EH

温故而知新 ~ 27 ~ 熟 能生巧

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任意相似直角三角形 360度旋转模型

(补全法)

H

D

O G O

A D A

B B

E C E C

条件: ① ?OAB∽?ODC

② ?OAB ? ?ODC ?90? ; ③ BE ? CE

结论: ① AE ? DE ; ② ?AED ? 2?ABO

辅助线:延长 BA 到点 G ,使 AG ?AB ,延长

CD 到点 H 使 DH ? CD ,补全 ?OGB 、

OCH 构造旋转模型,转化 AE 与 DE 到 CG

与 BH ,难点在转化 ?AED

滴水穿石 ~ 28 ~ 锲而不舍

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任意相似直角三角形 360度旋转模型(倍长法)

O O

A D A D

B B

E C E C

M

条件: ① ?OAB∽?ODC

② ?OAB ? ?ODC ?90?; ③ BEC?E

结论: ① AE ? DE ; ② ?AED ? 2?ABO

辅助线:延长 DE 至 M ,使 ME ?DE ,将结

论的两个条件转化为证明 ?AMD∽?ABO ,此

为难点,将 ?AMD∽? ABO继续转化为证明

?ABM∽? AOD,使用两边成比且夹角等

此处难点在证明 ?ABM ? ?AOD

温故而知新 ~ 29 ~ 熟能生巧

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最短路程模型之一(将军饮马类)

A'' l1 A

PA+PB

B P A B

l2

P l Q B''

B'' PA+PQ+BQ

A A'' A

A'' P B l

1

l2 l

P Q Q

AP+PQ+QB B'' AP+PQ+QB

\ B

总结:以上四图为常见的轴对称类最短路程问题,

最后都转化到: “两点之间,线段最短 ”解决

特点: ① 动点在直线上; ② 起点,终点固定

滴水穿石 ~ 30 ~ 锲而不舍

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最短 路程模型之二(点到直线类)

A A

H P C Q''

O

P

垂线段最短 Q M B

条件:如右图 ① OC 平分 ?AOB

② M 为 OB 上一定点

③ P 为 OC 上动点

④ Q 为 OB 上动点

求: MP ? PQ 最小时, P 、 Q 的位置

辅助线:将作 Q 关于 OC 对称点 Q'' ,转化

PQ'' ? PQ ,过点 M 作 MH ?OA

MP ? PA? MP ? PQ''? MH (垂线段最短)

温故而知新 ~ 31 ~ 熟能生巧

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最短路程模型之二(点到直线类)

l l

A 定点 A 所求点

P Q

C

动点 定点

P B B

条件:如图,点 A 、 B 为定点, P 为动点

1 问题:点 P 在何处, BP ? AP 最短

2

结论:以 A 为顶点作 ?PAC ?30? ,过点 P 作

1 PQ ? AC ,转化 PQ ? AP ,过点 B 作 AC

2

的垂线与 AP 的交点为所求(垂线段最短)

滴水穿石 ~ 32 ~ 锲而不舍

明天的 你会感激现在奋斗的你

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经典模型系列手册

最短路程模型之二(点到直线类)

l l

A 定点 A 所求点

P Q

C

动点 定点

P B B

条件:如图,点 A 、 B 为定点, P 为动点

2 问题:点 P 在何处, BP ? AP 最短

2

结论:以 A 为顶点作 ?PAC ? 45? ,过点 P 作

1 PQ ? AC ,转化 PQ ? AP ,过点 B 作 AC

2

的垂线与 AP 的交点为所求

温故而知新 ~ 33 ~ 熟能生巧

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最短路程模型之二(点到直线类)

y y

A A

P P D

E

O x O C x B B

条件: A(0,4) 、 B(?2,0) , P(0,n)

5 问题: n 为何值时 , PB ? PA 值最小

5

5 结论: ① x 上取点 C(2,0) ,使 nsi?OAC ?

5

② 过点 B 作 BD ? AC ,交 y轴于点 E 为所求

1 ③ tan?EBO ? tan?OAC ? ,即 E(0,1)

2

滴水穿石 ~ 34 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

最短路程模型之三(旋转类最值模型)

B

最大值位置

O A

最小值位置

条件: ① 线段 OA ? 4 , OB ? 2 (OA ? OB)

② OB 绕点 O 在平面内 360? 旋转

问题: AB 的最 大值,最小值分别为多少?

结论:以点 O 为圆心, OB 为半径作圆,如图

所示,将问题转化为 “三角形两边之和大于第三

边,两边之差小于第三边 ”

最大值: OA ? OB ;最小值: OA ? OB

温故而知新 ~ 35 ~ 熟能生巧

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最短路程模型之三(旋转类最值模型)

B C

O A

P

条件: ① 线段 OA ? 4 , OB ? 2

② 以点 O 为圆心, OB , OC 为半径作圆

③ 点 P 是两圆所组成圆环内部(含边界)一点

问题: 若 PA 的最大值为 10 ,则 OC ? 6

若 PA 的最小值为 1 ,则 OC ? 3

若 PA 的最小值为 2 ,则 PC 的取值范围是

0 ? PC ? 2

滴水穿石 ~ 36 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

最短路程模型之三(旋转类最值模型)

C

C

P

B A O

P

B A O

条件: ① Rt?OBC , ?OBC ?30?

② OC ? 2 ;③ OA ?1 ; ④ 点 P 为 BC 上动点

(可与端点重合); ⑤ ?OBC 绕点 O 旋转

结论: PA 最大值为 OA ? OB ?1? 2 3

1 PA 最小值为 OB ? OA ? 3 ?1

2

如右图 ,圆的最小半径为 O 到 BC 垂线段长

温故而知新 ~ 37 ~ 熟能生巧

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最短路程模型之四(动点在圆上)

D

P

E M Q

F A

O C B

条件:以点 O 为圆心三个圆, OA 、 OD 固定

OP 绕点 O 旋转

问题:点 Q 在什么位置时, EP ? MB 最小

辅助线:连接 DQ 、 QC ,当 Q 、 D 、 C 三

点共线时, EP ? MB ? DQ ? QC ? DC 最小

滴水穿石 ~ 38 ~ 锲而不舍

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经 典模型系列手册

最短路程模型之四(动点在圆上)

A D

A D

M P P

B B N E C C

条件: ① 正方形 ABCD 且边长为 4 ;

② 的半径为 2 ; ③ P 为 上动点

问题:求 PD ? (PC / 2) 最小值

辅助线 :过点 E 作 EM∥PC ,取 BE 中点 N

转化思路:将 PC / 2 转化 ME ,将 ME 转化为

MN ,因此 MD ? MN 的最小值为 DN 长度

总结: PC / 2 的比值不是随意给出的,而是圆

的半径 r / BC

温故而知新 ~ 39 ~ 熟能生巧

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二倍角模型

A A A''

B C B C

条件: ?ABC 中, ?B ? 2?C

辅助线:以 BC 的垂直平分线为对称轴,作点

A 的对称点 A'' ,连接 AA'' 、 BA'' 、 CA''

则 BA'' 为 ?ABC 的角平分线,

那么 BA? AA'' ?CA'' (注意这个结论)

此种辅助线的作法是二倍角三角形常见的辅助

线作法之一,但并不是唯一作法

滴水穿石 ~ 40 ~ 锲而不舍

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经典模型系列手册

相似三角形模型

(基本型)

E D

A

A

E

A

D E D

B C B C B C

A字型

平行类: DE∥BC

AD AE DE

8字型 A字型

结论: ? ? (注意对应边要对应 ) AB AC BC

模型应用:经常在选择,填空中直接考查,在第

20 题的第二问也经常会考查 “ A 字型 ”“ 8 字

型 ”相似,建立方程。

温故而知新 ~ 41 ~ 熟能生巧

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相似三角形模型

(斜交型)

A A A

A E E

E E D

C

D B B C B C B C 斜交型 斜交型 斜交型 双垂型

条件:如左面两个图 ?AED ? ?ACB ?90?

结论: AE ? AB ? AC ? AD

条件:如右面两个图 ?ACE ? ?ABC

结论: AC 2 ? AE ? AB

第四个图还存在 AB? EC ? BC ? AC

BC 2 ? BE ? BA , CE ? BE ? AE 2

滴水穿石 ~ 42 ~ 锲而不舍

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相似三角形模型

(一线三角型)

A A

E

A

B

E E

C D B B C D C D

条件:左图: ?ABC ? ?ACE ? ?CDE ?90?

中图: ?ABC ? ?ACE ? ?CDE ? 60?

右图: ?ABC ? ?ACE ? ?CDE ? 45?

结论:所有图形都存在的结论

① ?ABC∽?CDE ; ② AB? DE ? BC ?CD

一线三等角模型也经常用来建立方程或函数关



温故而知新 ~ 43 ~ 熟能生巧

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相似三角形模型

(圆幂定理型)

A A D A

P P

C C P C

B B B

D

条件:中图, PA 为圆的切线

结论:左图: PA? PB ? PC ? PD

中图: PA 2 ? PC ? PB

右图: PA? PB ? PC ? PD

以上结论均可以通过相似三角形进行证明

滴水穿石 ~ 44 ~ 锲而不舍

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(本文系木直人呆原创)