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(浙江專用)2021版新高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 計數(shù)原理與古典概率 5 第5講 古典概型教學(xué)案

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1、第5講 古典概型 1.基本事件的特點(diǎn) (1)任何兩個基本事件都是互斥的. (2)任何事件都可以表示成基本事件的和(除不可能事件). 2.古典概型 (1)特點(diǎn) ①試驗中所有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個,即有限性. ②每個基本事件發(fā)生的可能性相等,即等可能性. (2)概率公式 P(A)=. [教材衍化] 1.(必修3P127例3改編)一個盒子里裝有標(biāo)號為1,2,3,4的4張卡片,隨機(jī)地抽取2張,則取出的2張卡片上的數(shù)字之和為奇數(shù)的概率是________. 解析:抽取兩張卡片的基本事件有:(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共6種,

2、和為奇數(shù)的事件有:(1,2),(1,4),(2,3),(3,4),共4種.所以所求概率為=. 答案: 2.(必修3P145A組T5改編)袋中裝有6個白球, 5個黃球,4個紅球.從中任取一球,則取到白球的概率為________. 解析:從袋中任取一球,有15種取法,其中取到白球的取法有6種,則所求概率為P==. 答案: 3.(必修3P134A組T6改編)已知5件產(chǎn)品中有2件次品,其余為合格品.現(xiàn)從這5件產(chǎn)品中任取2件,恰有一件次品的概率為________. 解析:從5件產(chǎn)品中任取2件共有C=10(種)取法,恰有一件次品的取法有CC=6(種),所以恰有一件次品的概率為=0.6. 答案

3、:0.6       求古典概型的概率(高頻考點(diǎn)) 求古典概型的概率問題是高考考查的熱點(diǎn).主要命題角度有: (1)直接列舉法;(2)圖表、樹型法; (3)逆向思維法;(4)對稱性法. 角度一 直接列舉法 袋中有6個球,其中4個白球,2個紅球,從袋中任意取出兩個,求下列事件的概率. (1)取出的兩球都是白球; (2)取出的兩球一個是白球,另一個是紅球. 【解】 設(shè)4個白球的編號為1,2,3,4,2個紅球的編號為5,6,從袋中的6個小球中任取兩個的所有可能結(jié)果如下: (1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,

4、6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15個. (1)從袋中的6個球中任取兩個,所取的兩球全是白球的方法數(shù),即是從4個白球中任取兩個的方法數(shù),共有6個,即為(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4). 所以取出的兩個球全是白球的概率為P==. (2)從袋中的6個球中任取兩個,其中一個是紅球,而另一個為白球,其取法包括(1,5),(1,6),(2,5),(2,6),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),共8個. 所以取出的兩個球一個是白球,另一個是紅球的概率為P=. 角度二 圖表、樹型法 一個口袋內(nèi)裝有

5、大小相等的1個白球和已編有不同號碼的3個黑球,從中摸出2個球,則摸出2個黑球的概率為____________. 【解析】 如圖所示,所有結(jié)果組成的集合U含有6個元素,故共有6種不同的結(jié)果. U的子集A有3個元素,故摸出2個黑球有3種不同的結(jié)果. 因此,摸出2個黑球的概率是P==. 【答案】  角度三 逆向思維法 同時拋擲兩枚骰子,則至少有一個5點(diǎn)或6點(diǎn)的概率為____________. 【解析】 至少有一個5點(diǎn)或6點(diǎn)的對立事件是:沒有5點(diǎn)或6點(diǎn).因為沒有5點(diǎn)或6點(diǎn)的結(jié)果共有16個,而拋擲兩枚骰子的結(jié)果共有36個,所以沒有5點(diǎn)或6點(diǎn)的概率為P==.至少有一個5點(diǎn)或6點(diǎn)的概率為

6、1-=. 【答案】  角度四 對稱性法 有A,B,C,D,E共5人站成一排,則A在B的右邊(A,B可以不相鄰)的概率為____________. 【解析】 由于A,B不相鄰,A在B的右邊和B在A的右邊的總數(shù)是相等的,且A在B的右邊的排法數(shù)與B在A的右邊的排法數(shù)組成所有基本事件總數(shù),所以A在B的右邊的概率是. 【答案】  (1) (2)求較復(fù)雜事件的概率問題的方法 ①將所求事件轉(zhuǎn)化成彼此互斥的事件的和事件,再利用互斥事件的概率加法公式求解. ②先求其對立事件的概率,再利用對立事件的概率公式求解.  1.從分別標(biāo)有1,2,…,9的9張卡片中不放回地隨機(jī)抽取2次,每

7、次抽取1張,則抽到的2張卡片上的數(shù)奇偶性不同的概率是(  ) A.           B. C. D. 解析:選C.所求概率為P==. 2.(2020·臺州高三教學(xué)質(zhì)量評估)袋子里裝有編號分別為“1,2,2,3,4,5”的6個大小、質(zhì)量相同的小球,某人從袋子中一次任取3個球,若每個球被取到的機(jī)會均等,則取出的3個球編號之和大于7的概率為(  ) A. B. C. D. 解析:選B.由題設(shè)取三個球的所有可能有n=C==20,其中編號之和小于或等于7的所有可能有(1,2,2),(1,2,3),(1,2,3),(1,2,4),(1,2,4),(2,2,3),共6種,其概率

8、P==,所以3個球編號之和大于7的概率為P′=1-=. 3.(2020·溫州八校聯(lián)考)依次從標(biāo)號為1,2,3,4,5的五個黑球和標(biāo)號為6,7,8,9的四個白球中隨機(jī)地各取一個球,用數(shù)對(x,y)表示事件“抽到兩個球標(biāo)號分別為x,y”. (1)問共有多少個基本事件?并列舉出來; (2)求所抽取的標(biāo)號之和小于11但不小于9或標(biāo)號之和大于12的概率. 解:(1)共有20個基本事件,列舉如下:(1,6),(1,7),(1,8),(1,9),(2,6),(2,7),(2,8),(2,9),(3,6),(3,7),(3,8),(3,9),(4,6),(4,7),(4,8),(4,9),(5,6),

9、(5,7),(5,8),(5,9),共20個. (2)記事件“所抽取的標(biāo)號之和小于11但不小于9”為事件A,由(1)可知事件A共含有7個基本事件,列舉如下:(1,8),(1,9),(2,7),(2,8),(3,6),(3,7),(4,6),共7個.“抽取的標(biāo)號之和大于12”記作事件B,則事件B包含:(4,9),(5,8),(5,9),共3個.故P(A)+P(B)=+=,故抽取的標(biāo)號之和小于11但不小于9或大于12的概率為.       古典概型與其他知識的交匯(高頻考點(diǎn)) 近幾年高考對交匯型古典概型問題有所側(cè)重.主要命題角度有: (1)與平面向量的交匯; (2)與函數(shù)(方程)的交

10、匯; (3)與解析幾何的交匯. 角度一 與平面向量的交匯 從集合{2,3,4,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù)a,從集合{1,3,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù)b,則向量m=(a,b)與向量n=(1,-1)垂直的概率為(  ) A. B. C. D. 【解析】 由題意可知m=(a,b)有:(2,1),(2,3),(2,5),(3,1),(3,3),(3,5),(4,1),(4,3),(4,5),(5,1),(5,3),(5,5),共12種情況. 因為m⊥n,即m·n=0, 所以a×1+b×(-1)=0,即a=b, 滿足條件的有(3,3),(5,5),共2個, 故所求的概率為. 【答案

11、】 A 角度二 與函數(shù)(方程)的交匯 已知|p|≤3,|q|≤3,當(dāng)p,q∈Z,則方程x2+2px-q2+1=0有兩個相異實數(shù)根的概率是________. 【解析】 由方程x2+2px-q2+1=0有兩個相異實數(shù)根,可得Δ=(2p)2-4(-q2+1)>0,即p2+q2>1. 當(dāng)p,q∈Z時,設(shè)點(diǎn)M(p,q), 如圖,直線p=-3,-2,-1,0,1,2,3和直線q=-3,-2,-1,0,1,2,3的交點(diǎn),即為點(diǎn)M,共有49個,其中在圓上和圓內(nèi)的點(diǎn)共有5個(圖中黑點(diǎn)).當(dāng)點(diǎn)M(p,q)落在圓p2+q2=1外時,方程x2+2px-q2+1=0有兩個相異實數(shù)根, 所以方程x2+2

12、px-q2+1=0有兩個相異實數(shù)根的概率P==. 【答案】  角度三 與解析幾何的交匯 甲、乙兩顆質(zhì)地均勻且形狀為正方體的骰子,它的六個面上的點(diǎn)數(shù)依次為1,2,3,4,5,6,現(xiàn)將甲、乙兩顆骰子先后各拋一次,a,b分別表示擲甲、乙兩顆骰子所出現(xiàn)的向上的點(diǎn)數(shù). (1)若“點(diǎn)M(a,b)落在直線x+y=6上的事件”記為A,求事件A的概率; (2)若“點(diǎn)M(a,b)落在圓x2+y2=25內(nèi)部的事件”記為B,求事件B的概率. 【解】 (1)先后拋擲甲、乙兩顆骰子所得的點(diǎn)M(a,b)共有36個,其中落在直線x+y=6上的點(diǎn)有(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1),共5個

13、點(diǎn), 所以P(A)=. (2)同(1),落在圓x2+y2=25的內(nèi)部的點(diǎn)共有(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(4,1),(4,2),共13個點(diǎn), 所以P(B)=. 求解古典概型與其他知識交匯問題的思路 解決古典概型與其他知識交匯問題,其關(guān)鍵是將平面向量、直線與圓、函數(shù)的單調(diào)性及方程的根的情況轉(zhuǎn)化為概率模型,再按照求古典概型的步驟求解.   設(shè)a∈{2,4},b∈{1,3},函數(shù)f(x)=ax2+bx+1. (1)求f(x)在區(qū)間(-∞,-1]上是減函數(shù)的概率; (2)從f(

14、x)中隨機(jī)抽取兩個,求它們在(1,f(1))處的切線互相平行的概率. 解:(1)由題意-≥-1,即b≤a. 而(a,b)共有C·C=4種,滿足b≤a的有3種,故概率為. (2)由(1)可知,函數(shù)f(x)共有4種可能,從中隨機(jī)抽取兩個,有6種抽法. 因為函數(shù)f(x)在(1,f(1))處的切線的斜率為f′(1)=a+b, 所以這兩個函數(shù)中的a與b之和應(yīng)該相等,而只有(2,3),(4,1)這1組滿足,故概率為.       古典概型概率的應(yīng)用 將一顆骰子投擲兩次,第一次出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)記為a,第二次出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)記為b,設(shè)任意投擲兩次使兩條不重合直線l1:ax+by=2,l2:x+2y=2

15、平行的概率為P1,相交的概率為P2,若點(diǎn)(P1,P2)在圓(x-m)2+y2=的內(nèi)部,則實數(shù)m的取值范圍是(  ) A.      B. C. D. 【解析】 對于a與b各有6種情形,故總數(shù)為36種. 兩條直線l1:ax+by=2,l2:x+2y=2平行的情形有a=2,b=4或a=3,b=6,故概率為P1==,兩條直線l1:ax+by=2,l2:x+2y=2相交的情形除平行與重合(a=1,b=2)即可, 所以P2==, 因為點(diǎn)(P1,P2)在圓(x-m)2+y2=的內(nèi)部, 所以+<, 解得-<m<,故選D. 【答案】 D 概率問題主要體現(xiàn)必然與或然思想,在生活、生產(chǎn)

16、中有著廣泛的應(yīng)用.在高考中常以生產(chǎn)、生活中的決策與判斷、求參數(shù)的范圍等問題呈現(xiàn),多具有開放性特點(diǎn).   甲、乙兩人各拿出200元,用作擲硬幣游戲的獎金,兩人商定:一局中擲出正面向上則甲勝,否則乙勝,誰先勝三局就得所有獎金.比賽開始后,甲勝了兩局,乙勝了一局,這時因為意外事件中斷游戲,請問怎樣分配這400元才合理? 解:為了決出勝負(fù),最多再賽兩局,用“甲”表示甲勝,用“乙”表示乙勝,于是這兩局有四種可能:(甲,甲),(甲,乙),(乙,甲),(乙,乙). 其中甲獲勝有3種情況,而乙獲勝只有1種情況,所以甲獲勝的概率是,乙獲勝的概率是. 因此,合理的分法為甲得300元,乙得100元. [

17、基礎(chǔ)題組練] 1.從分別寫有1,2,3,4,5的5張卡片中隨機(jī)抽取1張,放回后再隨機(jī)抽取1張,則抽得的第一張卡片上的數(shù)大于第二張卡片上的數(shù)的概率為(  ) A.           B. C. D. 解析:選D.依題意,記兩次取得卡片上的數(shù)字依次為a,b,則一共有25個不同的數(shù)組(a,b),其中滿足a>b的數(shù)組共有10個,分別為(2,1),(3,1),(3,2),(4,1),(4,2),(4,3),(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),因此所求的概率為=,選D. 2.高三畢業(yè)時,甲、乙、丙等五位同學(xué)站成一排合影留念,已知甲、乙相鄰,則甲、丙相鄰的概率為(  ) A.

18、 B. C. D. 解析:選B.五人排隊,甲、乙相鄰的排法有AA=48(種),若甲、丙相鄰,此時甲在乙、丙中間,排法有AA=12(種),故甲、丙相鄰的概率為=. 3.袋中共有15個除了顏色外完全相同的球,其中有10個白球,5個紅球,從袋中任取2個球,所取的2個球中恰有1個白球,1個紅球的概率為(  ) A.1 B. C. D. 解析:選C.從袋中任取2個球共有C=105種,其中恰好1個白球,1個紅球共有CC=50種,所以恰好1個白球,1個紅球的概率為=. 4.(2020·臺州高三質(zhì)檢)已知集合M={1,2,3,4},N={(a,b)|a∈M,b∈M},A是集合N中任

19、意一點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則直線OA與y=x2+1有交點(diǎn)的概率是(  ) A. B. C. D. 解析:選C.易知過點(diǎn)(0,0)與y=x2+1相切的直線為y=2x(斜率小于0的無需考慮),集合N中共有16個元素,其中使OA斜率不小于2的有(1,2),(1,3),(1,4),(2,4),共4個,由古典概型知概率為=. 5.(2020·湖州模擬)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+b2x+1,若a是從1,2,3三個數(shù)中任取的一個數(shù),b是從0,1,2三個數(shù)中任取的一個數(shù),則該函數(shù)有兩個極值點(diǎn)的概率為(  ) A. B. C. D. 解析:選D.f′(x)=x2+2ax+b2,要

20、使函數(shù)f(x)有兩個極值點(diǎn),則有Δ=(2a)2-4b2>0,即a2>b2.由題意知所有的基本事件有9個,即(1,0),(1,1),(1,2),(2,0),(2,1),(2,2),(3,0),(3,1),(3,2),其中第一個數(shù)表示a的取值,第二個數(shù)表示b的取值.滿足a2>b2的有6個基本事件,即(1,0),(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(3,2),所以所求事件的概率為=. 6.一個三位自然數(shù)百位,十位,個位上的數(shù)字依次為a,b,c,當(dāng)且僅當(dāng)a>b,b<c時稱為“凹數(shù)”(如213,312等),若a,b,c∈{1,2,3,4},且a,b,c互不相同,則這個三位數(shù)為“凹數(shù)”的概率

21、是(  ) A. B. C. D. 解析:選C.由1,2,3組成的三位自然數(shù)為123,132,213,231,312,321,共6個; 同理由1,2,4組成的三位自然數(shù)共6個; 由1,3,4組成的三位自然數(shù)也是6個; 由2,3,4組成的三位自然數(shù)也是6個. 所以共有6+6+6+6=24個. 當(dāng)b=1時,有214,213,314,412,312,413,共6個“凹數(shù)”. 當(dāng)b=2時,有324,423,共2個“凹數(shù)”. 所以這個三位數(shù)為“凹數(shù)”的概率P==. 7.(2020·杭州學(xué)軍中學(xué)高三質(zhì)檢)甲、乙兩個箱子里各裝有2個紅球和1個白球,現(xiàn)從兩個箱子中隨機(jī)各取一個球,

22、則至少有一個紅球的概率為________. 解析:兩個箱子各取一個球全是白球的概率P==,所以至少有一個紅球的概率為1-P=1-=. 答案: 8.在3張獎券中有一、二等獎各1張,另1張無獎.甲、乙兩人各抽取1張,兩人都中獎的概率是________. 解析:記“兩人都中獎”為事件A,設(shè)中一、二等獎及不中獎分別記為1,2,0,那么甲、乙抽獎結(jié)果有(1,2),(1,0),(2,1),(2,0),(0,1),(0,2),共6種.其中甲、乙都中獎有(1,2),(2,1),2種,所以P(A)==. 答案: 9.從20名男生、10名女生中任選3名參加體能測試,則選到的3名學(xué)生中既有男生又有女生的

23、概率為________. 解析:選到的學(xué)生中有男生1名、女生2名的選法有CC 種,選到的學(xué)生中有男生2名、女生1名的選法有CC 種,則選到的3名學(xué)生中既有男生又有女生的概率為P==. 答案: 10.有100本書,既分為文科、理科2類,又分為精裝、平裝2種,其中文科書40本,精裝書70本,理科的平裝書20本,則: (1)任取1本恰是文科精裝書的概率是________; (2)先任取1本恰是文科書,放回后再取1本恰是精裝書的概率是________. 解析:(1)基本事件總數(shù)為100,其中文科書40本,理科書60本;精裝書70本,理科的平裝書20本,精裝書40本;文科的精裝書30本,文科

24、的平裝書10本. 則任取1本恰是文科精裝書的概率為=0.3. (2)基本事件總數(shù)為100×100,則所求概率P==×=0.28. 答案:(1)0.3 (2)0.28 11.某旅游愛好者計劃從3個亞洲國家A1,A2,A3和3個歐洲國家B1,B2,B3中選擇2個國家去旅游. (1)若從這6個國家中任選2個,求這2個國家都是亞洲國家的概率; (2)若從亞洲國家和歐洲國家中各任選1個,求這2個國家包括A1但不包括B1的概率. 解:(1)由題意知,從6個國家中任選2個國家,其一切可能的結(jié)果組成的基本事件有: {A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},{A1,B1},{A1,B2},

25、{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},{B1,B2},{B1,B3},{B2,B3},共15個. 所選兩個國家都是亞洲國家的事件所包含的基本事件有:{A1,A2},{A1,A3},{A2,A3},共3個. 則所求事件的概率為P==. (2)從亞洲國家和歐洲國家中各任選1個,其一切可能的結(jié)果組成的基本事件有: {A1,B1},{A1,B2},{A1,B3},{A2,B1},{A2,B2},{A2,B3},{A3,B1},{A3,B2},{A3,B3},共9個. 包括A1但不包括B1的事件所包含的基本事件有:{A1

26、,B2},{A1,B3},共2個, 則所求事件的概率為P=. 12.在100件產(chǎn)品中,有95件合格品、5件次品,從中任取2件,求: (1)2件都是合格品的概率; (2)2件都是次品的概率; (3)1件是合格品、1件是次品的概率. 解:從100件產(chǎn)品中任取2件可能出現(xiàn)的結(jié)果數(shù)就是從100個元素中任取2個元素的組合數(shù)C,由于任意抽取,這些結(jié)果出現(xiàn)的可能性相等,則C=4 950為基本事件總數(shù). (1)100件產(chǎn)品中有95件合格品,取到2件合格品的結(jié)果數(shù)就是從95個元素中任取2個的組合數(shù)C,記“任取2件都是合格品”為事件A1,那么P(A1)==. (2)由于在100件產(chǎn)品中有5件次品,

27、取到2件次品的結(jié)果數(shù)為C,記“任取2件都是次品”為事件A2,那么事件A2的概率P(A2)==. (3)記“任取2件,1件是次品,1件是合格品”為事件A3,而取到1件合格品、1件次品的結(jié)果有C·C種,則事件A3的概率P(A3)==. [綜合題組練] 1.從1到10這十個自然數(shù)中隨機(jī)取三個數(shù),則其中一個數(shù)是另兩個數(shù)之和的概率是(  ) A. B. C. D. 解析:選A.不妨設(shè)取出的三個數(shù)為x,y,z(x

28、,則f(3a+2)>f(2a)>0的概率為(  ) A. B. C. D. 解析:選B.因為a∈{,,2,4,5,8,9}, 所以3a+2>2a, 又f(3a+2)>f(2a)>0,所以函數(shù)f(x)為單調(diào)遞增函數(shù). 因為f(x)=logax-3loga2=loga, 所以a>1, 又f(2a)>0,所以loga>0, 所以>1,即a>4,則f(3a+2)>f(2a)>0的概率P=.故選B. 3.某同學(xué)同時擲兩顆骰子,得到的點(diǎn)數(shù)分別為a,b,則雙曲線-=1的離心率e>的概率是________. 解析:由e=>,得b>2a. 當(dāng)a=1時,b=3,4,5,6四種情況;

29、 當(dāng)a=2時,b=5,6兩種情況,總共有6種情況. 又同時擲兩顆骰子,得到的點(diǎn)數(shù)(a,b)共有36種結(jié)果. 所以所求事件的概率P==. 答案: 4.連續(xù)拋擲同一顆均勻的骰子,記第i次得到的向上一面的點(diǎn)數(shù)為ai,若存在正整數(shù)k,使a1+a2+…+ak=6,則稱k為幸運(yùn)數(shù)字,則幸運(yùn)數(shù)字為3的概率是________. 解析:連續(xù)拋擲同一顆均勻的骰子3次,所含基本事件總數(shù)n=6×6×6, 要使a1+a2+a3=6,則a1,a2,a3可取1,2,3或1,1,4或2,2,2三種情況, 其所含的基本事件個數(shù)m=A+C+1=10. 故幸運(yùn)數(shù)字為3的概率為P==. 答案: 5.已知8支球隊

30、中有3支弱隊,以抽簽方式將這8支球隊分為A,B兩組,每組4支,求: (1)A,B兩組中有一組恰好有2支弱隊的概率; (2)A組中至少有2支弱隊的概率. 解:(1)法一:3支弱隊在同一組中的概率為×2=, 故有一組恰好有2支弱隊的概率為1-=. 法二:A組恰有2支弱隊的概率為,B組恰好有2支弱隊的概率為, 所以有一組恰好有2支弱隊的概率為+=. (2)法一:A組中至少有2支弱隊的概率為+=. 法二:A,B兩組有一組中至少有2支弱隊的概率為1(因為此事件為必然事件).由于對A組和B組而言,至少有2支弱隊的概率是相同的,所以A組中至少有2支弱隊的概率為. 6.在某大型活動中,甲、乙

31、等五名志愿者被隨機(jī)地分到A,B,C,D四個不同的崗位服務(wù),每個崗位至少有一名志愿者. (1)求甲、乙兩人同時參加A崗位服務(wù)的概率; (2)求甲、乙兩人不在同一個崗位服務(wù)的概率; (3)求五名志愿者中僅有一人參加A崗位服務(wù)的概率. 解:(1)記“甲、乙兩人同時參加A崗位服務(wù)”為事件EA,那么P(EA)==,即甲、乙兩人同時參加A崗位服務(wù)的概率是. (2)記“甲、乙兩人同時參加同一崗位服務(wù)”為事件E,那么P(E)==,所以甲、乙兩人不在同一崗位服務(wù)的概率是P()=1-P(E)=. (3)有兩人同時參加A崗位服務(wù)的概率P2==,所以僅有一人參加A崗位服務(wù)的概率P1=1-P2=. 14

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