内容正文:
专题05 三角函数
一、关键知识:
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:;(2)商数关系:.
2.诱导公式:奇变偶不变,符号看象限.
公式一:,,其中.
公式二:
公式三:
公式四:
公式五:
公式六:
3.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
4.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1).
(2).
(3)
5.辅助角公式
一般地,函数 (a,b为常数)可以化为
或 .
6.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
定义域
R
R
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
周期性
2π
2π
π
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
递增区间
[2kπ-π,2kπ]
递减区间
[2kπ,2kπ+π]
无
对称中心
(kπ,0)
对称轴方程
x=kπ+
x=kπ
无
7.函数的图象变换
的图象变换得到的图象的步骤
二、聚焦高考:
1.(2021全国I)若,则( )
A. B. C. D.
2.(2023全国II)已知为锐角,,则( ).
A. B. C. D.
3.(2022全国I)已知,则( ).
A. B. C. D.
4.(2024全国I)已知,则( )
A. B. C. D.
5.(2024全国II)已知为第一象限角,为第三象限角,,,则 .
6.(2022全国II)若,则( )
A. B. C. D.
7.(2021全国I)下列区间中,函数单调递增的区间是( )
A. B. C. D.
8.(2022国II)已知函数的图像关于点中心对称,则( )
A.在区间单调递减 B.在区间有两个极值点
C.直线是曲线的对称轴 D.直线是曲线的切线
9.(2024全国II)对于函数和,下列说法中正确的有( )
A.与有相同的零点 B.与有相同的最大值
C.与有相同的最小正周期 D.与的图象有相同的对称轴
10.(2024全国I)当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
11.(2023全国II)已知函数,如图A,B是直线与曲线的两个交点,若,则______.
12.(2023全国I)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是________.
6.(2022全国I)记函数的最小正周期为T.若,且的图象关于点中心对称,则( )
A.1 B. C. D.3
三、考点精炼:
考点一:利用三角函数的同角基本关系求值
1.已知角终边经过点,则( )
A.8 B. C. D.
2.若,则( )
A. B. C. D.
3.已知,则( ).
A. B. C. D.
4.已知,则( )
A. B. C. D.
5.已知,则 .
6.已知,若,则( )
A.3 B. C.2 D.
考点二:利用三角函数的恒等变换求值
1.已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
2.若函数(,且)的图象恒过定点A,角的终边也过点A,则( )
A. B. C. D.
3.已知,则( )
A. B. C. D.
4.已知,,则( )
A. B.4 C. D.3
5.已知,则( )
A. B. C. D.
6.已知,则 .
考点三:三角函数的图象与性质
1.(多选)已知函数和,则( )
A.与有相同的最小正周期
B.与在区间上均单调递减
C.当时,与的图象有且仅有一个交点
D.与的图像有相同的对称轴
2.(多选)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的单调递增区间为
C.函数的图象和函数的图象关于直线对称
D.若将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,可得
3.(多选)已知,且,则以下正确的有( )
A. B.值域为 C.在上单调递增 D.
4.(多选)已知函数,则下列关于函数的说法,正确的是( )
A.的一个周期为 B.的图象关于对称
C.在上单调递增 D.的值域为
5.已知函数在区间内有最大值,但无最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.已知函数,,为图象的对称轴,且在上单调,则的最大值为( )
A.11 B.9 C.7 D.5
考点四:三角函数的零点判断与求参
1.已知在处取得极大值2,极小值点与相邻的零点的距离为1,则函数与图象的交点个数为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
2.已知函数图象的一个对称中心是,一条对称轴是直线,且在区间上有且仅有两个零点,则 .
3.已知函数在上恰有2个零点,则ω的取值范围为( )
A. B. C. D.
4.已知函数在区间上是增函数,若函数在上的图象与直线有且仅有一个交点,则的范围为( )
A. B. C. D.
四、强化训练:
题组一:利用三角函数的同角基本关系求值
1.已知,则 .
2.已知,则 .
3.已知,则( )
A. B. C. D.
4.若角终边经过点,则的值为( )
A. B.1 C. D.
5.已知,则=( )
A. B. C. D.
6.已知,则的值为( )
A. B. C. D.
7.已知,则( )
A.0 B.1 C. D.
8.已知,则 .
题组二:利用三角函数的恒等变换求值
1.已知是第四象限角,且,则( )
A. B. C. D.
2.已知,则( )
A. B. C. D.
3.已知,若,则( )
A. B. C. D.
4.已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
5.已知,则( )
A. B. C. D.
6.已知,,则( )
A. B. C. D.
7.已知,且,则( )
A. B. C. D.
8.已知,则( )
A. B. C. D.
题组三:三角函数的图象与性质
1.(多选)已知函数,则( )
A.的图象可以由的图象向左平移个单位长度得到
B.的图象关于对称
C.在上单调递增
D.
2.(多选)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的定义域为
C.函数的图象的对称中心为
D.函数的单调递增区间为
3.(多选)已知函数,则( )
A.的最小值为
B.的最小正周期为
C.的图象关于直线对称
D.将的图象向右平移个单位长度,得到的图象
4.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.在区间为增函数 B.是函数的一个零点
C.的最小正周期为 D.在区间存在极大值
5.已知函数,,则下列结论正确的是( )
A.函数的最大值为2
B.函数的单调递增区间是
C.函数的图象关于点中心对称
D.直线与函数的图象所有公共点的横坐标之和为
6.函数在区间上的值域为 .
7.若函数在区间上单调递增,且在区间上恰有一个极大值点,则 .
8.已知是函数的图象在轴上的两个相邻交点,若,则 .
9.函数在内恰有两个最小值点,则的范围是( )
A. B. C. D.
10.(多选)函数,若是的最大值,则( )
A.
B.
C.若相邻两个零点的最短距离是,则
D.“”是“函数在上单调递增”的必要不充分条件
题组四:三角函数的零点判断与求参
1.(多选)已知函数的图象关于直线对称,则( )
A.在区间单调递增 B.在区间内有4个零点
C.点是曲线的对称中心 D.在区间上的最大值为
2.(多选)已知函数,若对任意的,函数恰有3个零点,则的值可能是( )
A. B. C. D.
3.已知函数在区间上有且仅有2个不同的零点,则的范围为 .
4.已知函数在上有且只有5个零点,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
5.已知奇函数在上有2个最值点和1个零点,则的范围是 .
6.已知函数,若方程在区间上恰有5个实根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
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$$
专题05 三角函数
一、关键知识:
1.同角三角函数的基本关系
(1)平方关系:;(2)商数关系:.
2.诱导公式:奇变偶不变,符号看象限.
公式一:,,其中.
公式二:
公式三:
公式四:
公式五:
公式六:
3.两角和与差的正弦、余弦、正切公式
(1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6).
4.二倍角的正弦、余弦、正切公式
(1).
(2).
(3)
5.辅助角公式
一般地,函数 (a,b为常数)可以化为
或 .
6.正弦函数、余弦函数、正切函数的图象和性质
函数
y=sin x
y=cos x
y=tan x
图象
定义域
R
R
值域
[-1,1]
[-1,1]
R
周期性
2π
2π
π
奇偶性
奇函数
偶函数
奇函数
递增区间
[2kπ-π,2kπ]
递减区间
[2kπ,2kπ+π]
无
对称中心
(kπ,0)
对称轴方程
x=kπ+
x=kπ
无
7.函数的图象变换
的图象变换得到的图象的步骤
二、聚焦高考:
1.(2021全国I)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】将式子进行齐次化处理得
.故选:C.
2.(2023全国II)已知为锐角,,则( ).
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,而为锐角,解得.故选D.
3.(2022全国I)已知,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为,而,因此,则,所以.
故选:B
4.(2024全国I)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以,而,所以,故即,从而,故,故选A.
5.(2024全国II)已知为第一象限角,为第三象限角,,,则 .
【答案】
【详解】法一:由题意得,因为,,,,又因为,则,,则,则,联立 ,解得.
法二: 因为为第一象限角,为第三象限角,则,
,,
则
故答案为:.
6.(2022全国II)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由已知得:,
即:,即:
所以,故选:C
7.(2021全国I)下列区间中,函数单调递增的区间是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为函数的单调递增区间为,对于函数,由,解得,取,可得函数的一个单调递增区间为,则,,A选项满足条件,B不满足条件;取,可得函数的一个单调递增区间为,且,,CD选项均不满足条件.故选:A.
8.(2022国II)已知函数的图像关于点中心对称,则( )
A.在区间单调递减 B.在区间有两个极值点
C.直线是曲线的对称轴 D.直线是曲线的切线
【答案】AD
【详解】由题意得:,所以,,即,
又,所以时,,故.
对A,当时,,由正弦函数图象知在上是单调递减;
对B,当时,,由正弦函数图象知只有1个极值点,由,解得,即为函数的唯一极值点;
对C,当时,,,直线不是对称轴;
对D,由得:,解得或,
从而得:或,所以函数在点处的切线斜率为,
切线方程为:即.
故选:AD.
9.(2024全国II)对于函数和,下列说法中正确的有( )
A.与有相同的零点 B.与有相同的最大值
C.与有相同的最小正周期 D.与的图象有相同的对称轴
【答案】BC
【详解】A选项,令,解得,即为零点,令,解得,即为零点,显然零点不同,A选项错误;
B选项,显然,B选项正确;
C选项,根据周期公式,的周期均为,C选项正确;
D选项,根据正弦函数的性质的对称轴满足,的对称轴满足,显然图像的对称轴不同,D选项错误.
故选:BC
10.(2024全国I)当时,曲线与的交点个数为( )
A.3 B.4 C.6 D.8
【答案】C
【详解】因为函数的的最小正周期为,函数的最小正周期为,所以在上函数有三个周期的图象,在坐标系中结合五点法画出两函数图象,如图所示,由图可知,两函数图象有6个交点.故选:C
11.(2023全国II)已知函数,如图A,B是直线与曲线的两个交点,若,则______.
【答案】
【详解】设,由可得,由可知,或,,由图可知,,即,.因为,所以,即,.所以,所以或,
又因为,所以,.故答案为:.
12.(2023全国I)已知函数在区间有且仅有3个零点,则的取值范围是________.
【答案】
【详解】因为,所以,令,则有3个根,
令,则有3个根,其中,结合余弦函数的图像性质可得,故,故答案为:.
6.(2022全国I)记函数的最小正周期为T.若,且的图象关于点中心对称,则( )
A.1 B. C. D.3
【答案】A
【详解】由函数的最小正周期T满足,得,解得,又因为函数图象关于点对称,所以,且,所以,所以,,所以.故选:A
三、考点精炼:
考点一:利用三角函数的同角基本关系求值
1.已知角终边经过点,则( )
A.8 B. C. D.
【答案】A
【详解】角终边经过点,故,,所以.故选:A
2.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得:,则故选:B
3.已知,则( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得:.故选:C.
4.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由.所以.
故选:B
5.已知,则 .
【答案】或
【详解】显然,,
整理得,解得或.故答案为:或
6.已知,若,则( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】B
【详解】,∴,.故选:B
考点二:利用三角函数的恒等变换求值
1.已知 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】.故选:A.
2.若函数(,且)的图象恒过定点A,角的终边也过点A,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】函数的图象过定点,则,所以.故选:C
3.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为所以
则故选:D.
4.已知,,则( )
A. B.4 C. D.3
【答案】D
【详解】依题意,,,立解得,所以.故选:D
5.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得,解得,
故,故选:B
6.已知,则 .
【答案】
【详解】由题,,
则,,故.故答案为:
考点三:三角函数的图象与性质
1.(多选)已知函数和,则( )
A.与有相同的最小正周期
B.与在区间上均单调递减
C.当时,与的图象有且仅有一个交点
D.与的图像有相同的对称轴
【答案】AC
【详解】因为,.对于选项A:与的最小正周期均为,故A正确;对于选项B:因为,则,,且在内单调递增,在内单调递减,可知在区间上单调递减,在区间上不单调,故B错误;
对于选项C:令,则,可得,且,可知方程有且仅有一个解,所以与的图象有且仅有一个交点,故C正确;对于选项D:令,解得,可知的对称轴为;令,解得,可知的对称轴为;令,可得,所以与的图像没有相同的对称轴,故D错误;故选:AC.
2.(多选)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的单调递增区间为
C.函数的图象和函数的图象关于直线对称
D.若将函数的图象向右平移个单位得到函数的图象,可得
【答案】ACD
【详解】对于A选项:已知,根据余弦函数最小正周期公式得,
所以函数的最小正周期为,A选项正确.
对于B选项:.令,解不等式得,所以函数的单调递增区间是,B选项错误.
对于C选项:,即,函数的图象和函数的图象关于直线对称,C选项正确.
对于D选项:已知,又,则,即.,整理得.因为该等式对任意都成立,所以,由得,,由得,,,又,综合可得,D选项正确.故选:ACD.
3.(多选)已知,且,则以下正确的有( )
A. B.值域为 C.在上单调递增 D.
【答案】BC
【详解】,所以,A错误;函数的值域为,B正确;
当,可得,故在上单调递增,C正确;,可得,所以,所以,D错误,故选:BC
4.(多选)已知函数,则下列关于函数的说法,正确的是( )
A.的一个周期为 B.的图象关于对称
C.在上单调递增 D.的值域为
【答案】BCD
【详解】因为,所以不是函数的周期,故A错误;因为,由,解得,故B正确;因为,所以,所以,所以在上单调递增,故C正确;当时,,所以,故D正确.故选:BCD.
5.已知函数在区间内有最大值,但无最小值,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为,所以时,则有,
因为在区间内有最大值,但无最小值,
结合函数图象,得,解得.故选:D.
6.已知函数,,为图象的对称轴,且在上单调,则的最大值为( )
A.11 B.9 C.7 D.5
【答案】B
【详解】由,为图象的对称轴,得,则,
由在上单调,得,解得,当时,,由,得,此时,当时,,当时取得最大值1,即在上不单调,不满足题意;当时,,由,得,此时,当时,,此时在上单调递减,符合题意,所以的最大值为9.故选:B
考点四:三角函数的零点判断与求参
1.已知在处取得极大值2,极小值点与相邻的零点的距离为1,则函数与图象的交点个数为( )
A.4 B.6 C.8 D.12
【答案】C
【详解】依题意,,函数的最小正周期,解得,由,
得,而,解得,,
在同一坐标系内作出函数与图象,如图,
观察图象知,当时,,函数与图象的交点个数为8.
故选:C
2.已知函数图象的一个对称中心是,一条对称轴是直线,且在区间上有且仅有两个零点,则 .
【答案】18
【详解】依题意,,解得,,而,则,,由,得,由在区间上有且仅有两个零点,得,解得,于是,或,当时,,,不符合要求,当时,,,符合题意,所以.故答案为:18
3.已知函数在上恰有2个零点,则ω的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】令,则
所以或解得或
当时,或当时,或
因为在上恰有2个零点,且,所以且解得
即的取值范围为故选:C.
4.已知函数在区间上是增函数,若函数在上的图象与直线有且仅有一个交点,则的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为函数的图象关于原点对称,并且在区间上是增函数,所以,所以,又,得,令,得,所以在上的图象与直线的第一个交点的横坐标为,第二个交点的横坐标为,所以,解得,综上所述,.故选:.
四、强化训练:
题组一:利用三角函数的同角基本关系求值
1.已知,则 .
【答案】
【详解】,故答案为:
2.已知,则 .
【答案】
【详解】解:由已知可得,则故答案为:
3.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由得,解得,则.
故选:D.
4.若角终边经过点,则的值为( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【详解】因为角终边经过点,所以,所以,故选:C.
5.已知,则=( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由得.所以,故选B.
6.已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,所以得
则,故选:C
7.已知,则( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】C
【详解】由所求知,故有:,解得:故选:C.
8.已知,则 .
【答案】
【详解】由得将其代入
解得或;又因为,,所以.
题组二:利用三角函数的恒等变换求值
1.已知是第四象限角,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】,,是第四象限角,,,.故选:B.
2.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由,则,
所以.故选:A.
3.已知,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,所以,即,即.又因为,所以,所以,
即.又,所以,所以,所以,故选:A.
4.已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题,所以.故选B.
5.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知①,②
由①②联立得,所以,故选:B.
6.已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,由,则,
所以,又,而,所以.故选:C
7.已知,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由可得,
所以,,,
所以,因此.故选:B.
8.已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,又,所以,得到,又
,所以,故选:A.
题组三:三角函数的图象与性质
1.(多选)已知函数,则( )
A.的图象可以由的图象向左平移个单位长度得到
B.的图象关于对称
C.在上单调递增
D.
【答案】ACD
【详解】对于A,将的图象向左平移个单位长度,得
的图象,故A正确;
对于B,因,所以B不正确:
对于C,由,可得,
因在上单调递增,故在上单调递增,故C正确;
对于D,当时,,则,因在上单调递减,在上单调递增,且,,所以,故D正确.
故选:ACD.]
2.(多选)已知函数,则( )
A.函数的最小正周期为
B.函数的定义域为
C.函数的图象的对称中心为
D.函数的单调递增区间为
【答案】BD
【详解】函数的最小正周期为,所以A错误;由,则定义域为,所以B正确;因为正切函数的对称中心为,则,可知函数的对称中心应为,所以C错误;
由,得,所以函数的单调递增区间为,所以D正确.故选:BD.
3.(多选)已知函数,则( )
A.的最小值为
B.的最小正周期为
C.的图象关于直线对称
D.将的图象向右平移个单位长度,得到的图象
【答案】BC
【详解】对于A,由辅助角公式得,因为,所以,则最小值为,故A错误,对于B,由正弦函数性质得最小正周期,故B正确,对于C,由已知得,令,解得,当时,,则的图象关于直线对称,故C正确,对于D,将的图象向右平移个单位长度,则,得到的图象,故D错误,故选:BC.
4.(多选)已知函数,则下列结论正确的是( )
A.在区间为增函数 B.是函数的一个零点
C.的最小正周期为 D.在区间存在极大值
【答案】BC
【详解】,
对于选项A,令 , 则,解得,所以的单调递增区间为,当 时,单调递增区间为 ,而不完全在该区间内,所以 在区间 上不是增函数,故A错误;对于选项B.,将代入得到:,所以是函数的一个零点,故B正确;对于选项C.,其最小正周期,故C正确;对于选项D,由,因为,则,根据正弦函数的性质知在中无极大值,则在区间没有极大值,故D错误.故答案为:BC.
5.已知函数,,则下列结论正确的是( )
A.函数的最大值为2
B.函数的单调递增区间是
C.函数的图象关于点中心对称
D.直线与函数的图象所有公共点的横坐标之和为
【答案】D
【详解】,由,则,当,即时,取最大值为3,A错;由正弦函数的单调性,知和,即和时,单调递增,B错;,但不关于对称,C错;令,则,又,所以或或,即或或,故所有公共点的横坐标之和为,D对.故选:D
6.函数在区间上的值域为 .
【答案】
【详解】当时,,当时,,所以的值域为.故答案为:
7.若函数在区间上单调递增,且在区间上恰有一个极大值点,则 .
【答案】2
【详解】由题可得,当时,,
由在区间上恰有一个极大值点,得,解得,
当时,,因为在单调递增, 所以,,解得,,故答案为:2
8.已知是函数的图象在轴上的两个相邻交点,若,则 .
【答案】或
【详解】由题意得,令,得,则,∴或,∴或,∵,∴或,解得或.
9.函数在内恰有两个最小值点,则的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为函数在内恰有两个最小值点,,所以所以,所以.故选:B
10.(多选)函数,若是的最大值,则( )
A.
B.
C.若相邻两个零点的最短距离是,则
D.“”是“函数在上单调递增”的必要不充分条件
【答案】BD
【详解】对于A:,错误;对于B:,其中,因为是的最大值,所以,所以,所以,所以,所以,正确;对于C:相邻两个零点的最短距离是,所以,所以,错误;对于D:由B可知:,令,可得,所以函数的增区间为,,因为函数在上单调递增;所以,所以,因为,可得:,所以“”是“函数在上单调递增”的必要不充分条件,正确,故选:BD
题组四:三角函数的零点判断与求参
1.(多选)已知函数的图象关于直线对称,则( )
A.在区间单调递增 B.在区间内有4个零点
C.点是曲线的对称中心 D.在区间上的最大值为
【答案】AD
【详解】由(),又,所以,,所以.对A:由,得,,的函数的单调增区间为,.所以函数在上单调递增,因为,所以函数在上单调递增.故A正确;对B:由,,所以且,所以的值可以为:,,,即函数在内有3个零点,故B错误; 对C:因为,所以点不是曲线的对称中心,故C错误;对D:当时,,因为函数在上单调递减,在上单调递增,
且,.所以函数在上的最大值为.故D正确.故选:AD
2.(多选)已知函数,若对任意的,函数恰有3个零点,则的值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【详解】由,得,由,得,则,解得.故选:AB.
3.已知函数在区间上有且仅有2个不同的零点,则的范围为 .
【答案】
【解析】,则,函数有且仅有2个不同的零点,则,解得.故答案为:
4.已知函数在上有且只有5个零点,则实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,
令,即,
所以,在上有且只有5个零点,
因为,所以,
所以,如图,由正弦函数图像,要使在上有且只有5个零点,
则,即,所以实数的范围是. 故选:C
5.已知奇函数在上有2个最值点和1个零点,则的范围是 .
【答案】
【解析】函数,因为该函数为奇函数,故,又,所以,即,因为在上有2个最值点和1个零点,故,即的范围是.
6.已知函数,若方程在区间上恰有5个实根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由方程,可得,所以,
当时,,所以的可能取值为,
因为原方程在区间上恰有5个实根,所以,解得,即的取值范围是,故选:D
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