内容正文:
5.2二次函数的图像和性质
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.对于抛物线,下列说法中正确的是( )
A.对称轴是直线 B.顶点坐标是
C.当时,y随x的增大而增大 D.当时,函数y的最小值为2
2.已知点(3,y1),(4,y2),(5,y3)在函数y=2x2+8x+7的图象上,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1>y2>y3 B.y2>y1>y3 C.y3>y2>y1 D.y2>y3>y1
3.若,,为二次函数的图象上的三点,则,,的大小关系是( )
A. B. C. D.
4.如图,抛物线经过点,点,则下列结论:①该抛物线的对称轴为直线;②;③;④,其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.抛物线,函数顶点横坐标与纵坐标之和是( )
A.1 B.2 C.0 D.1
6.如图,若a<0,b<0,c<0,则抛物线y=ax2+bx+c的大致图象为( )
A. B.
C. D.
7.已知是二次函数的图象上的两点,则( )
A. B. C. D.
8.抛物线可以由抛物线( )平移得到.
A.向左个单位,向下个单位 B.向右个单位,向下个单位
C.向左个单位,向上个单位 D.向右个单位,向上个单位
9.如图是二次函数图象的一部分,其对称轴为,且过点.下列说法:
①;②;③;④若,是抛物线上两点,则.其中说法正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.我们定义:若点在某一个函数的图象上,且点的横纵坐标相等,我们称点为这个函数的“好点”.若关于的二次函数对于任意的常数恒有两个“好点”,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
11.设正的边长为1,为任意的实数,则的最小值为( )
A. B. C. D.
12.在平面直角坐标系中,点D(n,y1),E(3,y2)在抛物线y=﹣x2+2x上,若y1>y2,则n的取值范围是( )
A.n>3或n<﹣1 B.n>3 C.n<﹣1 D.﹣1<n<3
二、填空题
13.二次函数y=x2-8x+11的顶点坐标是 .
14.在平面直角坐标系中,点,是抛物线上任意两点.若对于,,总有,求的取值范围是 .
15.抛物线向右平移1个单位,再向上平移2个单位,平移后抛物线的顶点坐标是 .
16.已知二次函数,当自变量时,则y的取值范围为 .
17.二次函数y=x2+2x的顶点坐标为 ,对称轴是直线 .
三、解答题
18.把二次函数表达式化为的形式.
19.如图,抛物线y=x2+bx+c的顶点为M,对称轴是直线x=1,与x轴的交点为A(-3,0)和B.将抛物线y=x2+bx+c绕点B逆时针方向旋转90°,点M1,A1为点M,A旋转后的对应点,旋转后的抛物线与y轴相交于C,D两点.
(1)写出点B的坐标及求原抛物线的解析式:
(2)求证A,M,A1三点在同一直线上:
(3)设点P是旋转后抛物线上DM1之间的一动点,是否存在一点P,使四边形PM1MD的面积最大.如果存在,请求出点P的坐标及四边形PM1MD的面积;如果不存在,请说明理由.
20.如图,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为点P,与x轴交于点,B(点B位于点A左侧),与y轴交于点C.
(1)求c与b之间的关系,并求出点P的坐标(用含b的代数式表示);
(2)若以A,B,C为顶点的三角形是直角三角形,求b的值;
(3)在(2)的条件下,过点P作两条互相垂直的直线与抛物线分别交于不同的两点M,N(点M位于点N左侧),探究直线是否过定点,若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
21.已知:抛物线交x轴于两点,交y轴于C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D在第四象限的抛物线上,于点E,若,求点D的坐标;
(3)如图2,抛物线L经过平移后得到抛物线,直线交抛物线的其中一个点为P,直线与抛物线有且只有一个交点P,且与y轴不平行,交于点Q,求点Q的纵坐标.
22.在平面直角坐标系中,设二次函数y1=ax2+2x+c,y2=cx2+2x+a(a,c是实数且ac≠0).
(1)若函数y1的对称轴是直线x=1且函数y1的图象经过点(0,3),求函数y1的表达式.
(2)在(1)的条件下,当﹣1≤x≤0时,y2的取值范围.
(3)设函数y1和函数y2的最大值分别为m和n.若m+n=0,探究实数a,c满足的关系式.
23.如图,平面直角坐标系中,直线与坐标轴交于,两点,点在轴上,点在轴上,抛物线经过点,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)根据图象,写出不等式的解集.
24.在平面直角坐标系中,函数(为常数)的图象与y轴交于点A.
(1)求点A坐标(用含a的代数式表示).
(2)当此函数图象经过点(,3)时,求此函数表达式.
(3)当时,若函数(为常数)的图象的最低点到直线的距离为2,求的值.
(4)△EFG的坐标分别为E(0,2)、F(0,5)、G(3,2),当函数图象与△EFG的边有两个公共点时,直接写出的取值范围.
《5.2二次函数的图像和性质》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
D
C
B
D
D
B
C
B
题号
11
12
答案
B
D
1.A
【分析】本题主要考查了二次函数图象的性质,对于二次函数,其对称轴为直线,顶点坐标为,当时,函数开口向上,在对称轴右边,y随x的增大而减大,在对称轴左边,y随x的增大而减小,在对称轴处有最小值k;当时,函数开口向下,在对称轴右边,y随x的增大而减小,在对称轴左边,y随x的增大而增大,在对称轴处有最大值k.
【详解】解:∵抛物线解析式为,,
∴抛物线开口向下,对称轴为直线,顶点坐标是,
∴当时,y随x的增大而减小,当时,函数y的最大值为2,
∴四个选项中,只有A选项说法正确,符合题意,
故选A.
2.C
【分析】先求出二次函数y=2x2+8x+7的对称轴为x=-2,再根据二次函数的增减性可知,当抛物线开口向上时,在对称轴的右边,y随x的增大而增大即可求解.
【详解】函数y=2x2+8x+7的对称轴为x=-2,点(3,y1),(4,y2),(5,y3)都在抛物线对称轴的右侧;
∵a=2>0,
∴在对称轴的右侧,y随x的增大而增大;
∵3<4<5,
∴y3>y2>y1.
故选C.
【点睛】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征及二次函数的性质,解题关键是:(1)找到二次函数的对称轴;(2)掌握二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象性质.
3.D
【分析】将二次函数配方,求对称轴,再根据A、B、C三点与对称轴的位置关系,开口方向判断,,的大小.
【详解】∵=(x-2)2−9,
∴抛物线开口向上,对称轴为x=2,
∵A、B、C三点中,B点离对称轴最远,A点离对称轴最近,
∴,
故选:D.
【点睛】本题考查了二次函数的增减性.当二次项系数a>0时,在对称轴的左边,y随x的增大而减小,在对称轴的右边,y随x的增大而增大;a<0时,在对称轴的左边,y随x的增大而增大,在对称轴的右边,y随x的增大而减小.
4.C
【分析】由题意利用二次函数图像的性质依次对选项进行分析判断即可.
【详解】解:①抛物线过点和点,对称轴为直线,正确;②对称轴为直线,,,,错误;③当时,,正确;④,.,.当时,,,正确.
故选C.
【点睛】本题考查二次函数图像的性质,熟练掌握二次函数图像的性质是解题的关键.
错因分析:不能熟练掌握二次函数的性质.
5.B
【分析】根据二次函数的性质,由顶点式直接得出顶点坐标即可.
【详解】解:∵抛物线,
∴抛物线的顶点坐标为.
∴顶点横坐标与纵坐标之和是
故选:B.
【点睛】本题考查了二次函数的性质,将解析式化为顶点式,顶点坐标是,对称轴是直线.
6.D
【分析】因为a<0,b<0,c<0,所以图像开口向下,对称轴的位置在y轴左侧,图像与y轴交点在y负半轴,即可求得.
【详解】∵a<0,b<0,c<0
∴图像开口向下,对称轴 ,图像与y轴交点在y负半轴
故选D
【点睛】本题考查二次函数的图像,根据二次函数的系数判断大致图像是考试重点.
7.D
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,根据题意确定函数的对称轴和开口方向即可求解.
【详解】解:由题意得:二次函数的对称轴为直线:,
图象开口向上,
且当是,;
∵
∴
故选:D
8.B
【分析】先将抛物线化为顶点式求出顶点坐标,再根据抛物线的顶点坐标即可得出平移的方向.
【详解】解:=,
∴抛物线的顶点坐标为(2,﹣1),
∵抛物线的顶点坐标为(0,0),
∴抛物线可以由抛物线向右个单位,向下个单位平移得到,
故选:B.
【点睛】本题考查了二次函数图象与几何变换-平移,解答的关键是将抛物的平移转化为顶点的平移,进而寻找平移方向.
9.C
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数的图象与性质是解题的关键.根据抛物线开口方向,与轴的交点位置分别得到,,再利用对称轴为得到,可判断①和②;根据图象过点,利用二次函数的对称性可得图象也过点,可判断③;由二次函数图象可得,当时,随的增大而增大,结合关于直线的对称点为,得到也是抛物线上的点,比较大小可判断④,即可得出结论.
【详解】解:由图象可知,抛物线开口向上,与轴交于负半轴,
,,
对称轴为,
,
,
,,故①正确,②错误;
图象过点,对称轴为,
由二次函数的对称性得,图象也过点,
代入,得,,故③正确;
由图象可知,当时,随的增大而增大,
又关于直线的对称点为,
也是抛物线上的点,
,
,故④正确;
综上所述,说法正确的是①③④,正确的个数是3.
故选:C.
10.B
【分析】由“好点”A的横、纵坐标相等,可得x=y=ax2+tx-2t(a≠0),△=(t-1)2+8at>0,整理得:t2+(8a -2)t+1>0,若不等式t2+(8a -2)t+1>0成立,则关于t的一元二次方程t2+(8a -2)t+1=0无解,根据△′=(8a -2)2-4<0即可求解.
【详解】∵“好点”A的横纵坐标相等,
∴x=y=ax2+tx-2t(a≠0),
∴ax2+(t-1)x-2t=0(a≠0),
∴△=(t-1)2+8at>0,
整理得:t2+(8a -2)t+1>0,
不等式t2+(8a -2)t+1>0成立,
则关于t的一元二次方程t2+(8a -2)t+1=0无解,
即△′=(2-8a)2-4<0,
解得:0<a<,
故选B.
【点睛】本题考查的是二次函数图象与系数的关系,综合性较强,有一定难度.解题时学生需熟悉函数的基本性质,能熟练求解函数与坐标轴的交点及顶点的坐标等.
11.B
【分析】由题意,可根据向量运算法则先求出的最小值,然后再求的最小值.
【详解】解:∵正△ABC的边长为1,t为任意的实数,
∴
=1+t2+2t×1×1×cos60°=t2+t+1,
当t=−时,t2+t+1取到最小值,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查两向量和与差的模的最值,二次函数最值的求法,有一定的综合性,考查了转化化归的数学思想,有一定的技巧.
12.D
【分析】首先把二次函数配方为顶点式,确定开口方向与对称轴,可得a=-1<0,抛物线开口向下,离对称轴越近函数值越大,求出点E到对称轴的距离|3-1|=2,根据y1>y2,列出不等式|n-1|<2,解不等式即可.
【详解】解:抛物线y=﹣x2+2x=-(x-1)2+1,
∵a=-1<0,抛物线开口向下,离对称轴越近函数值越大,
抛物线的对称轴为x=1,
∵E(3,y2),|3-1|=2,y1>y2,
∴|n-1|<2,
解得﹣1<n<3.
故选D.
【点睛】本题考查二次函数的性质,两点间距离,绝对值不等式,掌握二次函数的性质,两点间距离,绝对值不等式是解题关键.
13.(4,-5)
【详解】试题分析:将二次函数y=x2-8x+11,通过配方写成顶点式,即,所以顶点坐标为(4,-5)
考点:求二次函数的顶点坐标.
14.
【分析】本题考查二次函数的性质,根据二次函数的增减性,进行判断即可.
【详解】解:∵,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
15.
【分析】根据抛物线的平移规律:左加右减,上加下减,写出平移后的抛物线,再写出顶点坐标即可.
【详解】解:抛物线向右平移1个单位,再向上平移2个单位,
可得:
所以顶点坐标为:
故答案为:
【点睛】本题考查的是抛物线的平移,顶点坐标,掌握“抛物线的平移规律”是解本题的关键.
16.
【分析】根据二次函数,,画出函数图象,即可求解.
【详解】根据根据二次函数,,画出函数图象,
可知:当,
当,即y的取值范围为.
【点睛】本题利用函数的图象,比较直观的反映了二次函数,时的最大值和最小值.这类题目特别要注意函数自变量的取值范围,选取图象上的特殊点(顶点,与坐标轴的交点),画出二次函数的草图是解题的关键
17. (-1,-1) 直线x=-1
【详解】试题分析:先把该二次函数化为顶点式的形式,再根据其顶点式进行解答即可.
解:∵y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
∴二次函数y=x2+4x的顶点坐标是:(﹣1,﹣1),对称轴是直线x=﹣1.
故答案为(﹣1,﹣1),x=﹣1.
考点:二次函数的性质
18.
【分析】本题是将一般式化为顶点式,由于二次项系数是1,只需加上一次项系数的一半的平方来凑成完全平方式即可.
【详解】解:
=x2-4x+4-4+c
=(x-2)2+c-4,
故答案为.
【点睛】本题考查了二次函数解析式的三种形式:
(1)一般式:y=ax2+bx+c(a≠0,a、b、c为常数);
(2)顶点式:y=a(x-h)2+k;
(3)交点式(与x轴):y=a(x-x1)(x-x2).
19.(1)(2)见试题解析;(3)∴点P的坐标为(,-7)使四边形PM1MD的面积最大,面积最大值为
【分析】试题分析:(1)根据抛物线的对称性即可写出B的坐标,根据对称轴是直线x=1,与x轴的交点为A(-3,0)代入即可得到方程组,解方程组即可求出b、c的值,即可得到答案;
(2)把x=1代入抛物线解析式即可得到M的坐标,根据旋转和图象即可求出M1、A1的坐标,设直线AM的表达式为y=kx+m,把A、M的坐标代入即可求出直线AM的解析式,根据以此函数图象上点的坐标特征确定点A1在直线AM上即可得到结论;
(3)连接M1D,如图,由于S△M1MD是定值,则要使四边形PM1MD的面积最大,只要S△M1PD最大,将△M1PD绕点B顺时针旋转90°,则点M1与点M重合,点P与点Q重合,点D与点F重合,利用旋转变换得点F的坐标为(-5,5),设点Q的坐标为(m,),易得直线MF的表达式为y=,则根据三角形面积公式得到S△PDM1=S△QMF=(-)×(5+1)=,根据二次函数的性质得当m=-2时,当m=-2时,S△M1PD最大=,则点Q(-2,-),利用旋转变换得点P的坐标为(,-7),然后计算S△DM1M的面积=24,再计算出四边形PM1MD的面积为24+=.
【详解】试题分析:(1)解:∵点B与点A(-3,0)关于直线x=1对称,
∴点B的坐标为(5,0),与x轴的交点为A(-3,0)代入即可得到方程组,解得;
(2)点M1的坐标为(9,-4),点A1的坐标为(5,-8),设直线AM的表达式为y=kx+m,把A(-3,0),M(1,-4)代入解得,直线AM的解析式为y=-x-3,当x=5代入y=-x-3=-8,∴点A1在直线AM上,∴∠AMA1=180°;
(3)解:存在点P使四边形PM1MD的面积最大.
连接M1D,如图,∵S△M1MD是定值,∴要使四边形PM1MD的面积最大,只要S△M1PD最大,将△M1PD绕点B顺时针旋转90°,则点M1与点M重合,点P与点Q重合,点D与点F重合,则点Q,F都在抛物线上,由于F点的纵坐标为5,当y=5时,解得x1=-5,x2=7(舍去),∴点F的坐标为(-5,5),设点Q的坐标为(m,)易得直线MF的表达式为y=
∴S△PDM1=S△QMF=
当m=-2时,S△M1PD最大= ∴点Q(-2,∴点P的坐标为(,-7),
∵点M的坐标为(1,-4),点M1的坐标为(9,-4),D(0,-10),
∴S△DM1M的面积=24,∴四边形PM1MD的面积为24+=,∴点P的坐标为(,-7)使四边形PM1MD的面积最大,面积最大值为.
考点:二次函数综合题
20.(1),点P的坐标为
(2)
(3)直线一定经过定点,该定点的坐标为
【分析】(1)把代入,即可得出,再运用配方法即可得出顶点坐标;
(2)令,可求得,根据抛物线的对称性可得出,得出是等腰直角三角形,即,再由是直角三角形,且,,即可推出,,进而得出,建立方程求解即可求得的值;
(3)过点作直线轴,过点作于点,过点作于点,可证得,得出,设,,可证得,运用待定系数法可得直线的解析式为,即可得出直线一定经过定点.
【详解】(1)解:把代入,得,
,
,
抛物线的顶点的坐标为;
(2)在抛物线中,
令,得,
,
抛物线的对称轴为直线,点与点关于对称轴对称,
,
,
是等腰直角三角形,
,
是直角三角形,且,,
,
,
,
,即,
;
(3)由(2)得:,
抛物线的解析式为,
抛物线的顶点为,
如图,过点作直线轴,过点作于点,过点作于点,
则,
,
,
,
,
,
,
设,,
则,,
,,,,
,
,
设直线的解析式为,则,
解得:,
,
,
直线的解析式为,
故直线一定经过定点.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象和性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等,熟练运用相似三角形的判定和性质及待定系数法是解题关键.
21.(1)抛物线解析式为
(2)
(3)
【分析】(1)将代入抛物线L解析式中,求出b的值,即可得出抛物线解析式;
(2)过E作轴于M,过D作于N,通过证明,得出①.求出,用待定系数法求出直线BC解析式为.设,,则,,,,代入①式中求出,.把代入抛物线L上,求出t的值,即可得出点D的坐标;
(3)过P,Q分别作轴于G,轴于H,先证明,得出,即,则②.设直线,联立直线与抛物线H并化简:.直线与抛物线有且只有一个交点P 得出,解得,则,.将其代入②式中,③.推出,再将其代入③式中即可求出.
【详解】(1)解:将代入抛物线L解析式中,
,解得,
∴抛物线解析式为.
(2)解:过E作轴于M,过D作于N,
∴.
∵,
∴.
又∵,
∴,
∴,
∴①.
把代入得:,
∴,
设直线的函数解析式为,
把,代入得:
,解得:
∴直线BC解析式为.
设,,
则,,,,
代入①式中:,,解得,.
∵在抛物线L上,
∴,
解得,(舍去,此时E与B重合,不合题意),
∴.
(3)解:过P,Q分别作轴于G,轴于H,
∵,
∴.
又∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴②.
设直线,联立直线与抛物线H并化简:.
∵直线与抛物线H仅有唯一交点P,
∴,
解得,
∴,.
代入②式中,③.
∵,
∴,
代入③式中,,,
,
∴.
【点睛】本题主要考查了二次函数综合,解题的关键是掌握用待定系数法求解函数解析式的方法和步骤,熟练掌握相似三角形的判定方法以及相似三角形对应边成比例,正确画出辅助线,构造相似三角形.
22.(1);(2)y2的取值范围为;(3)ac=1.
【分析】(1)先根据抛物线对称轴公式求出a的值,然后根据函数经过点(0,3)即可求出c,由此即可得到答案;
(2)根据(1)所求得到,再利用二次函数的性质求解即可;
(3)先根据题意得到,, ,,由,得到,由此求解即可.
【详解】解:(1)∵二次函数的对称轴为直线,
∴,
∴,
∵点(0,3)在二次函数图像上,
∴,
∴函数的表达式为;
(2)由(1)得,
∵,
∴当时,有最小值,最小值为,
∵,
∴当时,,当时,,
∴当时,;
(3)∵函数,有最大值,
∴,, ,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了二次函数的性质,解题的关键在于能够熟练掌握二次函数顶点坐标与系数之间的关系.
23.(1)
(2)
【分析】本题主要考查了二次函数与一次函数的交点问题、根据交点确定不等式的解集,
(1)根据直线与坐标轴交于,两点,求出、点的坐标,然后代入中,求出二次函数的解析式即可;
(2)根据图象得出答案即可;
熟练掌握二次函数和一次函数的图象与性质、数形结合是解题的关键.
【详解】(1)解:∵当时,,
当时,,
解得:,
∴,,
∴把,代入中,得:,
解得:,
∴抛物线的解析式是;
(2)解:∵观察函数图象可知当时,的函数值大于的函数值,
∴不等式的解集为:.
24.(1); (2)+2或;(3)或;(4)或
【分析】(1)将x=0代入解析式中即可求出结论;
(2)将(,3)代入解析式中即可求出结论;
(3)先求出抛物线的对称轴和顶点坐标,然后根据a的符号分类讨论,画出图形,分别求解即可;
(4)根据抛物线的顶点坐标可得该抛物线的顶点在直线y=-x+1上,根据题意,画出图象,分别求出函数图象与△EFG的边有两个公共点时,a的取值范围即可.
【详解】解:(1)将x=0代入中,
解得y=
∴点A坐标为;
(2)将(,3)代入中,得
解得:
∴此函数表达式为+2或;
(3)函数(为常数)的图象的对称轴为直线x=a,顶点坐标为(a,-a+1)
∵-a==≥0
∴≥a
当a>0时,抛物线的对称轴在y轴右侧,如下图所示
当x≤0时,最低点即为
∵函数(为常数)的图象的最低点到直线的距离为2,
∴-a=2
解得:(不符合前提条件,舍去)
∴此时;
当a=0时,此时抛物线的最低点为(0,1),直线为y=1
函数(为常数)的图象的最低点到直线的距离为0,不符合题意,舍去;
当a<0时,抛物线的对称轴在y轴左侧,如下图所示
当x≤0时,此时抛物线的最低点为(a,-a+1),且-a+1>0>a
∵函数(为常数)的图象的最低点到直线的距离为2,
∴-a+1-a=2
解得:a=
综上:或;
(4)由抛物线的顶点坐标为(a,-a+1)
∴该抛物线的顶点在直线y=-x+1上,
如下图所示,当抛物线对称轴右侧过点F时,
可得=5
解得:(由抛物线的对称轴小于F的横坐标,故舍去)
即,此时抛物线与△EFG有一个交点
当抛物线开始沿直线y=-x向右平移时,抛物线与△EFG有两个交点,此时
直至平移到抛物线对称轴右侧过点G,如下图所示
可得
解得:(由抛物线的对称轴小于G的横坐标,故舍去)
即,此时抛物线与△EFG有一个交点
∴当时,抛物线与△EFG有两个交点;
当抛物线再沿直线y=-x向右平移时,抛物线与△EFG无交点,直至平移到抛物线对称轴左侧过点E,如下图所示
可得=2
解得:(由抛物线的对称轴大于E的横坐标,故舍去)
即,此时抛物线与△EFG有一个交点
当抛物线继续沿直线y=-x向右平移时,抛物线与△EFG有两个交点,此时
直至平移到抛物线对称轴右侧过点G,如下图所示
可得
解得:(由抛物线的对称轴大于G的横坐标,故舍去)
即,此时抛物线与△EFG有一个交点
∴当时,抛物线与△EFG有两个交点;
当抛物线再沿直线y=-x向右平移时,抛物线与△EFG无交点.
综上:当或,抛物线与△EFG有两个交点.
【点睛】此题考查的是抛物线的综合大题,掌握利用待定系数法求二次函数解析式、分类讨论的数学思想、二次函数与一元二次方程和数形结合是解决此题的关键.
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