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文檔簡介

專題11不等式

命題趨勢

不等式在高考當(dāng)中的考查主要是作為選考內(nèi)容,考查的重點(diǎn)為不等式的證明,絕對(duì)值不等式的解法,絕對(duì)

值三角不等式的應(yīng)用,恒成立問題,利用比較法、綜合法、分析法、反證法、放縮法證明不等式,柯西不等式

的應(yīng)用等,有時(shí)也會(huì)作為工具應(yīng)用在解題當(dāng)中,總體而言難度不大.

⑥一

考點(diǎn)潸單

知識(shí)點(diǎn)1.含絕對(duì)值不等式的解法

1.絕對(duì)值三角不等式

(1)定理1:如果a,b是實(shí)數(shù),則|a+b|4|a|+|b|,當(dāng)且僅當(dāng)ab20時(shí),等號(hào)成立;

⑵性質(zhì):|詞一聞<\a+b\<\a\+\b\;

(3)定理2:如果a,b,c是實(shí)數(shù),則|a-c|<\a-b\+\b-c\,當(dāng)且僅當(dāng)(a—b)(b—c)20時(shí),等號(hào)成立.

2.絕對(duì)值不等式的解法

(1)含絕對(duì)值不等式閉<a,|x|>a的解法

不等式a>0a=0a<0

|x|<a{x\—a<x<a]00

\x\>a{x\x>a或x<—a]{x\xER,且無W0}R

(2)\ax+b\<c(c>0)和|ax+b\>c(c>0)型不等式的解法

①|(zhì)ax+b\<c—c<ax+b<c;

②|ax+b\>c^>ax+b>c或ax+b<-c.

(3)|x-a|+|x-b|>c(c>0)和-a|+|x-h|<c(c>0)型不等式的解法

解法一:利用絕對(duì)值不等式的幾何意義求解,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想;

解法二:利用“零點(diǎn)分段法”求解,體現(xiàn)分類討論的思想;

解法三:通過構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的圖象求解,體現(xiàn)函數(shù)與方程的思想.

知識(shí)點(diǎn)2:不等式的證明方法

1.基本不等式

定理一:設(shè)a,b€R,則a2+b222ab,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.

定理二:如果a,b為正數(shù),則巴心NJ茄,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.

2

定理三:如果a,b,c為正數(shù),則“+”+%正立,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時(shí),等號(hào)成立.

3

2.不等式的證明方法

(1)比較法

①作差比較:a>h<=>a—b>0,a<b<^>a—b<0;

②作商比較:a>b>Oo->l,a<b<0=%<1.

bb

(2)分析法:從待證的不等式出發(fā),逐步尋求使它成立的充分條件,直到將待證不等式歸結(jié)為一個(gè)已成立的

不等式;

(3)綜合法:從已知條件出發(fā),利用不等式的有關(guān)性質(zhì)或定理,經(jīng)過推理證明,推導(dǎo)出所要證明的不等式成

立;

(4)反證法

①作出與所證不等式相反的假設(shè);

②從條件出發(fā),應(yīng)用正確的推理方法,推出矛盾的結(jié)論,否定假設(shè),從而證明原不等式成立.

(5)放縮法:要證a<b,可尋找合適的中間量c有a<c,c<b,從而證得a<b.

精題集訓(xùn)

(70分鐘)

?經(jīng)典訓(xùn)練題

一、選擇題.

I.若a,b&R,則“a+b>4”是“a,人至少有一個(gè)大于2”的()

A.充分不必要條件B.必要不充分條件

C.充要條件D.既不充分也不必要條件

【答案】A

【解析】當(dāng)a+b>4時(shí),假設(shè)%人都不大于2,即aS2,b<2,

則a+bW4,這與a+b>4矛盾,

所以“a+b>4”是“a,b至少有一個(gè)大于2”的充分條件;

但是,當(dāng)人至少有一個(gè)大于2,如a=3,b=l,a+b=4,

所以“a+b>4”不是“a,b至少有一個(gè)大于2”的必要條件,故選A.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查充分不必要條件的判斷,一般可根據(jù)如下規(guī)則判斷:

(1)若.是q的必要不充分條件,貝叼對(duì)應(yīng)集合是P對(duì)應(yīng)集合的真子集;

(2)若"是q的充分不必要條件,則p對(duì)應(yīng)集合是q對(duì)應(yīng)集合的真子集;

(3)若〃是q的充分必要條件,則〃對(duì)應(yīng)集合與q對(duì)應(yīng)集合相等;

(4)若〃是q的既不充分又不必要條件,則/,對(duì)的集合與q對(duì)應(yīng)集合互不包含.

2.(多選)若0<x<y<l,則下列結(jié)論正確的是。

A-logj一+一B-

(x”2

C.x"<y",〃GN"D.log*y>k)g.v*

【答案】ABC

l<-<-,所以‘+,>2

【解析】因?yàn)?<x<y<l,所以。<xy<l,2,

yxxy

11.2=log孫2-log9而=logQ2-1,故A正確;

所以log-+-

(xy)

因?yàn)?cx<y<l,所以x>0>x-y,所以故B正確;

因?yàn)?<x<y<l,所以0<xn<yn<l,neN*,故C正確;

因?yàn)?cx<y<l,所以0<logxy<log》%=1,logyx>log、y=1,

所以logxy<1<logyY,故D錯(cuò)誤,

故選ABC.

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考了均值不等式的使用條件,屬于基礎(chǔ)題.

二、填空題.

x+y-2>0

3.若x,y滿足約束條件<x—y+220,則z=x+3y的最大值為

x<2

【答案】14

【解析】由線性約束條件作出可行域如圖,

1z1

由z=x+3y可得y=+作直線=沿可行域的方向平移可知過點(diǎn)A時(shí),

z=x+3y取得最大值,

x-y+2=Qfx=2,、

由《'c,可得《一所以A(2,4),所以Zmax=2+3x4=14,

x=21y=4

故答案為14.

【點(diǎn)評(píng)】線性規(guī)劃求最值的常見類型.

(1)線性目標(biāo)函數(shù)求最值:轉(zhuǎn)化為直線的截距問題,結(jié)合圖形求解;

(2)分式型目標(biāo)函數(shù)最值:轉(zhuǎn)化為平面區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)與定點(diǎn)連線的斜率問題,結(jié)合圖形求解;

(3)平方型目標(biāo)函數(shù)求最值;轉(zhuǎn)為兩點(diǎn)間的距離問題,結(jié)合圖形求解.

三、解答題.

4.已知函數(shù)f(x)=|2x|+|x-l|,x6R.

(1)求〃x)N2的解集;

(2)若/。)=依有2個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,求實(shí)數(shù)&的取值范圍.

【答案】(1){x|x21或x4—g};(2)2<k<3.

—3x+1,x<0

x<00<x<1fx>l

【解析】⑴〃x)=?x+l,0<x<1,得4或v

-3x+l>2x+l>2[3x-l>2

3x—l,x>l

解得{x|xNl或

所以/(x)22的解集是{x|x21或xW-g}.

⑵問題轉(zhuǎn)化為y=/(x)與丁=依有兩個(gè)交點(diǎn),

2-0

由圖易知:k2,k=k=3,k<k<k,即2<k<3.

OAT^oOBAC0A0B

【點(diǎn)評(píng)】本題考查根據(jù)方程實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù)求參數(shù)的取值范圍,一般可采用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)值域問題加以解決;(3)

數(shù)形結(jié)合:先對(duì)解析式變形,在同一平面直角坐標(biāo)系中,畫出函數(shù)的圖象,然后觀察求解,此時(shí)需要根據(jù)零點(diǎn)

個(gè)數(shù)合理尋找“臨界”情況,特別注意邊界值的取舍.

5.已知函數(shù)f(x)=|x+a|+|2%-3|.

(1)當(dāng)。=1時(shí),求f(x)的最小值;

(2)當(dāng)xe?2a-2]時(shí),不等式/(x)4卜+5|恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

5(12

【答案】(1)最小值為二;(2)2,—

215

2—3%,x<-\

,3

【解析】⑴當(dāng)a=l時(shí),〃x)=|x+l|+|2x—3|=<4—x,-1<A:<-,

2

3

3尤一2,x>—

2

由解析式可知,f(x)在(一8,-1)和-1,不上單調(diào)遞減,且在》=一1處連續(xù),

在(l,+8)上單調(diào)遞增,

355

故"X)在工=不處取得最小值,且/不二不,所以/(%)的最小值為;.

(2)vxE[a,2a—2],???2Q—2>Q,a>2,

又K€[Q,2a—2],x+a>0,2%—3>0,x+5>0,

???/(%)<|x+5|=>|x4-a|+\2x-3|<|x+5|^x+a+2x-3<x+5.

即aW-2x+8在%€[a,2Q-2]上恒成立,

令y=-2%+8在xw[a,2a-2]上單調(diào)遞減,ymin=-4?+12,

12

ci工-4Q4-12,解得ci<,

綜上,a的取值范圍為(2,弓.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查分類討論解絕對(duì)值不等式,含有絕對(duì)值的不等式的恒成立問題,不等式恒成立問題常見方法:

①分離參數(shù)a>/(x)恒成立(a>f(x)max即可)或a<八切恒成立(a<f(x)min即可);

②數(shù)形結(jié)合(y=/(x)圖象在y=g(x)上方即可);

③討論最值f(X)min或f(X)max恒成立.

6.已知函數(shù)“"=卜一詈+|2%+1|,記-X)最小值為上

(1)求火的值;

(2)若a,b,c為正數(shù),且圖+(£|+]"=1.求證:

J(2+a)(2-a)+J(2+b)(2叫+J(2+c)(2-c)〉口

a+h+c

【答案】(1)2;(2)證明見解析.

[3131

【解析】⑴當(dāng)xv—大時(shí),/(-^)=—x+——2x—1=—3x+—>—+—=2;

2''2222

,13一「/、3cl515c

2222

331

當(dāng)龍〉2時(shí),f(x)—x—~+2x+1=3x-萬>4.

所以/(%)最小值為2=2.

(2)由題得M+b2+c2=4,

J(2+a)(2-a)+J(2+人)(2/Q+J(2+C)(2C)++

o+b+ca+b+c

________________a+ba+ch+c

揚(yáng)+,2+J/+c2+,/+/、6+O+五=

a+h+ca+b+c

【點(diǎn)評(píng)】不等式的證明常用的方法有:(1)比較法;(2)綜合法;(3)分析法;(4)反證法;(5)數(shù)學(xué)歸納法;

(6)放縮法.要根據(jù)已知條件靈活選擇合適的方法證明.

7.設(shè)不等式I|久+1|一氏一1|1<2的解集為人

(1)求集合4

,、一、r\-ClhCI

(2)右a,b,cEA,證明:------>1.

ab-c

【答案】(1)A={x|-l<x<l};(2)證明見解析.

2,x>1

【解析】⑴由題意得,令〃月=卜+1卜|%—1|=卜乂T<x<L

-2,x—1

由|/(x)|<2,得一1cx<1,即4={巾-1(尤<1}.

(2)要證1£0>1,只需證|1-abc\>\ab-c\,

ab-c

222222

只需1+片/72c2>ab+c,只需證1-a2b2>c(l-ab),

只需證(l-a2b2)(1-?2)>0.

2

由a,b,ceA,得a2b2<i,c<1,所以(1-a2b2)(1-c?)>0恒成立,

1-ahc,

綜上,------>1.

ab-c

【點(diǎn)評(píng)】本題第二問考查分析法證明不等式,關(guān)鍵是將不等式轉(zhuǎn)化為|l-abc|>|ab-c|,兩邊平方后,

分解因式,再利用(1)的結(jié)論證明.

8.已知函數(shù)/'(x)=|2x+1|+|4x-5|的最小值為M.

(1)求“;

(2)若正實(shí)數(shù)a,b,c滿足a+b+c=2M,求:(a+1產(chǎn)+(b-2>+(c-3>的最小值.

7

【答案】(1)M=-;(2)3.

2

1

—6x+4,x<——

2

15

【解析】(1)/(x)=-2x+6,——<x<—,如圖所示:

24

6九一4,

77

"f(\x)/mi.n=—2,,M=—2.

(2)由(1)知a+b+c=7,

[(o+1)+(b-2)+(c—?3)]2

=(a+I)2+(b-2)2+(c-3)2+2(a+l)(b—2)+2(a+l)(c—3)+2(b-2)(c—3),

[(a+b+c)-4產(chǎn)<3[(a+1)^+(b—■2)2+(c—3)2],

A[7-4]2<3[(a+l)2+(b-2)2+(c-3)2],

.?.(a+I)2+(b-2)2+(C-3)2>3,當(dāng)且僅當(dāng)a=0,b=3c=4時(shí)值最小,

(a+I)2+(b-2)2+(c-3)2的最小值為3.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查絕對(duì)值函數(shù)及平方平均數(shù)與算數(shù)平均數(shù)的大小關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.

9.已知函數(shù)/(x)=|x-4|-|2x+4].

(I)解不等式〃x)23;

(2)若/(x)的最大值為m,且a+2b+c=m,其中a20,b>0,c>3,求(a+1)(6+l)(c-3)的最大值.

【答案】⑴[-5,-1];⑵4.

【解析】(1),,/(x)=|x-4|-|2x+4|,/(x)>3,

x>4f-2<x<4x<-2

故,或,或,-5Wx<—1,

-x-8>3—3x23x+823

故不等式的解集為.

(2)由題意知/(%)的最大值為6,故a+2b+c=6,

.?.(〃+l)+(2b+2)+(c-3)=6,

.<7>0,Z?>0,c>3,?,?Q+1>0,4-2>0,c—3>0,

11(a+l)+(20+2)+(c-3)1

.?.(a+l)3+l)(c-3)=5(a+l)(20+2)(c-3)^——小上一,△——L=4,

當(dāng)且僅當(dāng)a+l=2b+2=c-3,即。=1,b=0,c=5時(shí)等號(hào)成立,

,(a+l)(b+l)(c-3)的最大值為4.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了絕對(duì)值不等式的解法和利用基本不等式求最值,考查了分類討論思想和轉(zhuǎn)化思想,

屬于中檔題.

?高頻易錯(cuò)題

一、填空題.

,____15

1.已知正項(xiàng)等比數(shù)列{斯}(nGN*)滿足。7=。6+2£15,若存在兩項(xiàng)%n,%使得Ja,an=4al,則一+一的

nmn

最小值為.

7

【答案】-

4

【解析】丫正項(xiàng)等比數(shù)列{斯}滿足:。7=。6+2。5,???%q6=ad+2%q4,

又a-O,q>0,解得q=2,

,存在兩項(xiàng)am,a?使得Jam。"=4%,

.a/qm+n-2=i6aj,即2''""2=i6,加+〃=6,

151z/I5/〃、、1(仆In5nl),也

—I—=—I—=—6H---1-->—6+2J-------=1-1-----,

mn6\mn)6vm\mnJ3

A?5

當(dāng)且僅當(dāng)一二—,即一二,5取等號(hào),但此時(shí)加,〃任N*.

mnm

又m+n=6,

YI15

當(dāng)一=5,即?n=l,九=5時(shí),一+—=2,

mmn

當(dāng)°=2,即根=2,〃=4時(shí),—+—,

mmn4

1577

則一+一的最小值為:,故答案為了.

m〃44

【點(diǎn)評(píng)】本題考查等比數(shù)列的通項(xiàng)和基本不等式,實(shí)際上應(yīng)用基本不等式是本題的重點(diǎn)和難點(diǎn),關(guān)鍵注意當(dāng)兩

個(gè)數(shù)字的和是定值,要求兩個(gè)變量的倒數(shù)之和的最小值時(shí),要乘以兩個(gè)數(shù)字之和,是中檔題.

二、解答題.

b1

2.已知Q+b=l,VQ,bW(O,+8)_+g2|2x-2|+,”恒成立.

b1

(1)若Q>0,h>0,求一+:的最小值;

ab

(2)求無的取值范圍.

-4"

【答案】(1)3;(2)0,-?

【解析】⑴因?yàn)?+;=2+牛=2+£+122、反+1=3,

ababab\ab

取等號(hào)時(shí)2=f,即a=b=[,所以2的最小值為3.

ab2ab

b]

(2)因?yàn)閂a,b€(0,+8),一■Fg2|2x-2|+k+l|恒成立,

所以(,+1]|2元一2氏+1,而恒成立,即|2x—2|+|%+1|43,

當(dāng)久<一1時(shí),2-2x-x-l<3,此時(shí)無解;

4

當(dāng)x>1時(shí),2x—2+x+l<3,解得1<%(1;

當(dāng)-1WXW1時(shí),2-2x+x+lW3,解得OWxWl,

_41

綜上可知:”的取值范圍為0,-.

【點(diǎn)評(píng)】利用基本不等式求最值時(shí),要注意其必須滿足的三個(gè)條件:

(1)“一正二定三相等”“一正”就是各項(xiàng)必須為正數(shù);

(2)“二定”就是要求和的最小值,必須把構(gòu)成和的二項(xiàng)之積轉(zhuǎn)化成定值;要求積的最大值,則必須把構(gòu)成積

的因式的和轉(zhuǎn)化成定值;

(3)“三相等”是利用基本不等式求最值時(shí),必須驗(yàn)證等號(hào)成立的條件,若不能取等號(hào)則這個(gè)定值就不是所求

的最值,這也是最容易發(fā)生錯(cuò)誤的地方.

。精準(zhǔn)預(yù)測題

一、選擇題.

x+y-l>0

l.已知%,y滿足約束條件(x-3y+3Z0,則目標(biāo)函數(shù)z=/+y2的最小值為。

x-y-l<0

J21

A.B.-C.1D.V2

22

【答案】B

-x+y-l>0

【解析】畫出{x-3y+3NO所表示的可行域如下圖所示:

x-y—1<0

目標(biāo)函數(shù)z=/+y2代表的幾何意義是原點(diǎn)到區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的距離的平方,

由圖可知:原點(diǎn)到直線x+y-1=0的距離|0P|最短,

_1-1101

又1,原點(diǎn)到X+丫-1=0距禺。=,=《-,二Zmin=萬,故選B.

【點(diǎn)評(píng)】線性規(guī)劃求最值的常見類型.

(1)線性目標(biāo)函數(shù)求最值:轉(zhuǎn)化為直線的截距問題,結(jié)合圖形求解;

(2)分式型目標(biāo)函數(shù)最值:轉(zhuǎn)化為平面區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)與定點(diǎn)連線的斜率問題,結(jié)合圖形求解;

(3)平方型目標(biāo)函數(shù)求最值;轉(zhuǎn)為兩點(diǎn)間的距離問題,結(jié)合圖形求解.

2.關(guān)于X的不等式|x+log2%|<W+|log2x|的解為()

A.0<x<2B.0<x<1C.x<2D.x>1

【答案】B

【解析】根據(jù)對(duì)數(shù)式有意義,可得x>0,

不等式k+logz.<N+|lOg2H等價(jià)于X-log2^<0,

所以log2》<0,解得。<x<l,故選B.

【點(diǎn)評(píng)】該題考查的是有關(guān)求不等式的解集的問題,在解題的過程中,注意到“1叱2》<0是解題的關(guān)鍵?

二、解答題.

3.已知函數(shù)f3)=|x+1|.

(1)解不等式/(%)

(2)已知/%+〃=1(加>(),〃>()),若一求證|x+d-/(工)<工+'-2.

mn

【答案】(1)-(2)證明見解析.

【解析】(1)f(x)<4-|2x—1|等價(jià)于|x+l|<4-|2x-1|,

44

當(dāng)》<—1時(shí),原不等式化為一(%+1)<4+(2%—1),即x>一耳,—w<x<—1;

當(dāng)一IWxW」時(shí),原不等式化為%+IV4+(2%-1),即不>-2,.?.一14工工」;

22

1-414

當(dāng)x>—時(shí),原不等式化為%+1V4—2%+1,即x<一,「,一<x<一,

2323

綜上可得,原不等式的解集為

(2)證明:+Q|-/(%)=|久+a|一忱+1|W|(x+a)—Q+1)|=|a-1|,

—13,-2<a—1<2,EP|a-11<2,

|x+a|—/(x)<2,

m+n=l(m>0,H>0),

11m-\-nm+nnm

—+-=----+-----=2+—+—>4A,

mnmnmn

—I---222,+a]—/(X)W—I----2.

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【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了絕對(duì)值不等式的解法,函數(shù)的恒成立問題,基本不等式的應(yīng)用,屬于中檔題.

4.已知函數(shù)/(%)=/一一1|-1,aGR.

(1)當(dāng)a=2時(shí),解不等式/(%)+/(2)卜0;

(2)對(duì)任意的xe|,+co^,/(x)Na|x+1H亙成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.

【答案】⑴(―℃,-1-6][―i+G,+°°);⑵°0,五,

【解析】(1)當(dāng)a=2時(shí),/(x)=x2-2|x-l|-l,.-./(2)=1,

則不等式/(*)+/⑵之。為#2-2區(qū)一1|NO,

當(dāng)%時(shí),/一2|久一1|NO為2X+2N0恒成立,.?.久之1;

當(dāng)工<1時(shí),/—2|x—1|20為%?—2x+2之0,

解得x<-1-遮或x>-l+V3,

*,.%<-1—或-1+V3<x<1,

綜上,不等式f(x)+f(2)>0的解集為卜j[—l+G,+w).

(2)不等式f(x)>a\x+1|等價(jià)于%2-a|x-1|-1>a\x+1|,

2-l「3、

即a<---xj—:----1對(duì)任意的XG二,+Q0H亙成立,

|x-l|+|x+l|12J

即aV—=±J對(duì)任意的xG:,+℃)恒成立,

x-l+x+i2x2(x)[2)

■.?函數(shù)y在區(qū)間|■,+oo)上單調(diào)遞增,最小值為:(二一|^=三,

21X)|_2)2(23)12

故實(shí)數(shù)a的取值范圍是(HO,2.

【點(diǎn)評(píng)】解絕對(duì)值不等式的常用方法:

(1)基本性質(zhì)法:a為正實(shí)數(shù),|x|<a=-a<x<a,|x|>a<=>x<-a或x>a;

(2)平方法:兩邊平方去掉絕對(duì)值,適用于|x-a|<|x-b|或|x-a|>|x-b|型的不等式的求解;

(3)分類討論法(零點(diǎn)分區(qū)間法):含有兩個(gè)或兩個(gè)以上絕對(duì)值的不等式,可用分類討論法去掉絕對(duì)值,將其

轉(zhuǎn)化為與之等價(jià)的不含絕對(duì)值符號(hào)的不等式求解;

(4)幾何法:利用絕對(duì)值不等式的幾何意義,畫出數(shù)軸,將絕對(duì)值問題轉(zhuǎn)化為數(shù)軸上兩點(diǎn)的距離問題求解;

(5)數(shù)形結(jié)合法:在直角坐標(biāo)系中,作出不等式兩邊所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)函數(shù)的圖象,利用函數(shù)圖象求解.

5.已知函數(shù)“盼=優(yōu)-2|+1+2|.

(1)求不等式/。)22%+4的解集;

(2)若f(x)的最小值為k,且實(shí)數(shù)a,b,c,滿足a(b+c)=k,求證:2a2+b2+c2>8.

【答案】(1)(-8,0];(2)證明見解析.

【解析】(1)①當(dāng)》<—2時(shí),不等式即為一2x22久+4,解得xW—l,

②當(dāng)一2<xW2時(shí),不等式即為422x+4,%<0,-2<%<0;

③當(dāng)x>2時(shí),不等式即為2x22x+4,XG0,

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