内容正文:
第十章
计数原理、概率、随机变量及其分布列
第1节计数原理、排列与组合
★[课程标准]
1.理解两个计数原理(分类加法计数原理和分步乘法计数原理).
2.能正确区分“类”和“步”,并能利用两个计数原理解决一些简单的实际问题。
3.理解排列、组合的概念及排列数与组合数公式,并能用其解决一些简单的实际问题
夯实>必备知识
教材夯实强基固本
必备知识掌握
续表
一、计数原理
排列与排列数
组合与组合数
原理
分类加法计数原理
分步乘法计数原理
从n个不同元素中取出组合数:从n个不同元素中
m(m≤n,且m,n∈N+)取出m(m≤n,且m,n∈
个元素的所有不同排列N+)个元素的所有组合的
分类加法计数原理完分步乘法计数原理
完
义
的
,叫作从n个不
,叫作从n个不同元
成一件事,可以有n成一件事需要经过n个
同元素中取出m个元素
素中取出m个元素的组合
类办法,在第1类办步骤,缺一不可,做第1
的排列数,记作
数,记作
法中有m1种方法,步有m1种不同的方
在第2类办法中有法,做第2步有m2种
组合数公式C=A
定义m2种方法…在第
不同的方法…做第刀
公
排列数公式:A州=
n(n-1)(n-2)…(n-n+1)
”类办法中有mn种步有m。种不同的方
式
m!
n
方法,那么,完成这件法,那么,完成这件事共
m!(n-m)1
事共有N=
有N
A对=n(1-1)(n2)·
规定:C=1.
种方法。
种方法.(也称“乘法原
性
质
…·2·1,记作l.规C=Cm:
(也称“加法原理”)
理”)
定:①A8=1.②0!=1
C+C=C1
备
n,m∈N+,并且m≤n
n,m∈N+,并且m≤n
各种方法彼此互斥,各个步骤中的方法互相
注
区别
用其中任何一种方法
依存,只有各个步骤都
·重要结论
都可以完成这件事
完成才能做完这件事
解决排列组合问题“四项基本原则”
(1)特殊优先原则:如果问题中有特殊元素或特
二、排列与组合
殊位置,优先考虑这些特殊元素或特殊
位置.
排列与排列数
组合与组合数
(2)先取后排原则:在既有取出又需要对取出的
排列:一般地,从n个不
元素进行排列时,要先取后排,即完整地把
同元素中取出m(m≤,组合:一般地,从n个不同
需要排列的元素取出后,再进行排列.
且m,n∈N+)个元素,按元素中,任取m(m≤m,且
(3)正难则反原则:当直接求解困难时,采用间
照一定的
排成一
m,n∈N+)个元素
接法解决问题.
列,叫作从n个不同元素叫作从n个不同元素中取
(4)先分组后分配原则:在分配问题中如果被分
中取出m个元素的一个出m个元索的一个组合
配的元素多于位置,这时要先进行分组,再
排列
进行分配,
234
主题四第十章
计数原理、概率、随机变量及其分布列
自主诊断查验
2.有6个座位连成一排,现有3人就座,则恰有
◆[思考辨析]
两个空座位相邻的不同坐法有
(
判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括
A.36种B.48种
C.72种
D.96种
号里打“/”,错误的打“×”
(1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中
3.(多选)已知Ag-2A十0!=4,则m的可能
的方法可以相同.
(
取值是
(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方
法都能直接完成这件事。
(
)
A.0
B.1
C.2
D.3
(3)所有元素完全相同的两个排列为相同
4.(BSD选择性必修第一册P161习题5-2A组
排列.
(
)
T3改编)“五经”是儒家典籍《周易》《尚书》《诗
(4)两个组合相同的充要条件是其中的元素完
经》《礼记》《春秋》的合称.为弘扬中国传统文
全相同.
(5)A=nA-.
化,某校在周末兴趣活动中开展了“五经”知识
◆[小题查验]
讲座,每经排1节,连排5节,则《诗经》《春秋》
1.一个口袋内装有5个小球,另一个口袋内装有
分开排的情况有
种
6个小球,所有这些小球的颜色互不相同,从
5.(重复计算或漏算导致错误)4名考生在三道
两个袋子中分别取1个球,不同的取法种数是
选做题中任选一道进行做答,则这三道题都有
(
A.5
B.6
C.11
D.30
人选做的方法为
跃升>关键能力
层级突破素养提升
题型1
计数原理及应用
[考题解读]本题以志愿者参加公益活动
1.算盘是中国古代的一项重要发明,迄今已有
为情境设题,考查排列、组合知识,课标中对
2600多年的历史.现有一算盘,取其两档(如
排列、组合的要求是“通过实例,理解排列、
图1),自右向左分别表示十进制数的个位和
组合的概念”,这也就意味着该考点多以生
十位,中间一道横梁把算珠分为上下两部分,
产、生活中的实际问题为背景在试卷中出
梁上一珠拨下,记作数字5,梁下四珠,上拨一
现,在备考中,多关注生活背景、社会现实
珠记作数字1(如图2算盘表示整数51).若拨
经济建设、科技发展、体育精神等各个方面,
动图1的两枚算珠,则可以表示不同整数的个
并从中提炼出具有社会价值的数学应用
数为
(
背景
3.(2025·湖北车城模拟)现
有6种不同的颜色,给图中
十位个位
十位个位
图1
图2
的6个区域涂色,要求相邻
A.6
B.8
C.10
D.15
区域不同色,则不同的涂色方法共有
(
2.(2023·全国甲卷)现有5名志愿者报名参加
A.720种
B.1440种
公益活动,在某一星期的星期六、星期日两天,
C.2880种
D.4320种
每天从这5人中安排2人参加公益活动,则恰
4.(2025·烟台模拟)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,
有1人在这两天都参加的不同安排方式共有
9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶
(
数的四位数,这样的四位数一共有
入
A.120种B.60种
C.30种
D.20种
(用数字作答)
235
金榜题名创新高考总复习数学北师大版
题后反思
题后反思
求解排列应用问题的主要方法
利用两个计数原理解决应用问题的一般思路
直接法
把符合条件的排列数直接列式计算
(1)弄清完成一件事是做什么.
优先法
优先安排特殊元素或特殊位置
(2)确定是先分类后分步,还是先分步后分类。
捆绑法
把相邻元素看作一个整体与其他元素
(3)弄清分步、分类的标准是什么
起排列,同时注意据绑元素的内部排列
(4)分类要做到不重不漏.
对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的
插空法
排列,再将不相邻的元素插在前面元素排
题型2
排列问题
列的空档中
1.(2025·山东淄博期中)某同学是个数学迷,他
定序间题:对于定序间题,可先不考虑顺序限制,排
在设置手机的数字密码时,打算将圆周率的前
除法处理
列后,再除以定序元素的全排列
六个数字3、1、4、1、5、9进行某种排列得到密
间接法
正难测反、等价转化的方法
码,要求两个1必须相邻,那么可以设置的不
同密码有
题型3
组合问题
[母题]
某市工商局对35种商品进行抽样检
A.120种B.240种C.60种
D.30种
查,已知其中有15种假货.现从35种商品中
2.(2022·新高考Ⅱ卷)甲、乙、丙、丁、戊5名同
选取3种
学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,
(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有
丙和丁相邻,则不同的排列方式共有()
多少种?
(2)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?
A.12种B.24种C.36种D.48种
(3)至少有2种假货在内,不同的取法有多
3.某校实行选科走班制度(语文、数学、英语为必
少种?
选科目,此外学生需在物理、化学、生物、历史、
[尝试解答]
地理、政治六科中任选三科).根据学生选科情
况,该校计划利用三天请专家对九个学科分别
进行学法指导,每天依次安排三节课,每节课
一个学科.语文、数学、英语只排在第二节,物
理、政治排在同一天,化学、地理排在同一天,
生物、历史排在同一天,则不同的排课方案的
种数为
(
A.36
B.48
C.144
D.288
4.(2025·河南模拟)某晚会上需要安排4个歌
舞类节目和2个语言类节目的演出顺序,要求
语言类节目之间有且仅有2个歌舞类节目,则
不同的演出方案的种数为
A.72
B.96
C.120
D.144
236
主题四第十章计数原理、概率、随机变量及其分布列
[子题1门在母题条件下,若其中某一种假货不
2.(2023·新课标I卷)某学校开设了4门体育
能在内,则不同的取法有多少种?
类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这8
门课中选修2门或3门课,并且每类选修课至
少选修1门,则不同的选课方案共有
种(用数字作答)
题型4
分组分配问题
[命题点1]整体均分问题
[典例1]数学活动小组由12名同学组成,现将
这12名同学平均分成四组分别研究四个不同
课题,且每组只研究一个课题,并要求每组选
出1名组长,则不同的分配方案有
(
[子题2]在母题条件下,若至多有2种假货在
内,则不同的取法有多少种?
CC3CA种
A
A
B.C2CC34种
c.CCC4种
A
D.C12C8C43种
[尝试解答]
方法指导
方法点拨
组合问题常有以下两类题型
对于整体均分,解题时要注意分组后,不管它
(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:
们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后
“含”,则先将这些元素取出,再由另外元
定要除以A:(n为均分的组数),避免重复
素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再
计数.
从剩下的元素中去选取.
跟踪训练
(2)“至少”或“至多”含有几个元素的题型:解
1.国家教育部为了发展贫困地区教育,在全国重
这类题必须十分重视“至少”与“至多”这
点师范大学免费培养教育专业师范生,毕业后
两个关键词的含义,谨防重复与漏解,用
要分到相应的地区任教.现有6个免费培养的
直接法和间接法都可以求解,通常用直接
教育专业师范毕业生要平均分到3所学校去
法,分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法
任教,有
种不同的分派方法。
处理.
[命题点2]部分均匀问题
提醒:区分一个问题是排列问题还是组合
[典例2](2025·贵州模拟)为有效阻断某病
问题,关键在于是否与顺序有关。
毒传播途径,构筑好免疫屏障,某市启动该病
跟踪训练
毒疫苗加强针接种工作,凡符合接种第三针条
1.教育部于2022年开展全国高校书记校长访企
件的市民,要求尽快接种.该市有3个疫苗接
拓岗促就业专项行动,某市4所高校的校长计
种定点医院,现有8名志愿者将被派往这3个
划拜访当地的甲、乙两家企业,若每名校长拜
医院协助疫苗接种工作,每个医院至少2名至
访1家企业,每家企业至少接待1名校长,则
多4名志愿者,则不同的安排方法共有()
不同的安排方法共有
(
)
A.2940种
B.3000种
A.8种
B.10种
C.14种
D.20种
C.3600种
D.5880种
237
金榜题名创新高考总复习数学北师大版
[尝试解答]
[命题点3]不等分问题
[典例3]中国救援力量在国际自然灾害中为
拯救生命作出了重要贡献,很好地展示了国际
形象,增进了国际友谊.现有6支救援队前往
A,B,C三个受灾点执行救援任务,若每支救
援队只能去其中的一个受灾点,且每个受灾点
至少安排1支救援队,其中A受灾点至少需要
2支救援队,则不同的安排方法种数是()
A.180
B.240
C.320
D.360
[尝试解答]
方法点拨
对于部分均分,解题时注意重复的次数是均
匀分组的阶乘数,即若有组元素个数相等,
则分组时应除以!,一个分组过程中有几个
这样的均匀分组就要除以几个这样的全排
列数.
方法点拨
日跟踪训练
对于不等分组,只需先分组,后排列,注意分
2.(2025·南昌市新建区模拟)五经是指:《诗经》
组时任何组中元素的个数都不相等,所以不
《尚书》《礼记》《周易》《春秋》,记载了我国古代
需要除以全排列数.
早期思想文化发展史上政治军事、外交、文化
跟踪训练
等各个方面的史实资料,在中国的传统文化的
3.(2025·江苏南通一模)把8个相同的篮球分
诸多文学作品中,占据相当重要的位置.学校
发给甲、乙、丙、丁4人,不同的分发种数为
古典研读社的三名社团学生,到学校图书馆借
(
了一套五经书籍共5本进行研读,若每人至少
A.70
B.99
C.110
D.165
分一本,则5本书的分配方案种数是(
请完成课时冲关59
A.360
B.240
C.150
D.90
第2节
二项式定理
★[课程标准]
1.能用计数原理证明二项式定理,
2.会用二项式定理解决与二项展开式有关的简单问题.
夯实>必备知识
教材夯实强基固本
必备知识学握
续表
1.二项式定理及相关概念
Ca"一b*称为二项展开式中第
二项
项,可记作Tk+1=Ca"-b“(其中0≤k
公式(a十b)"=
式通项
≤n.k∈N,n∈N+)
概念
称为二项式
定理
二项
Coa"+Cha"Ib+C2a"-2 62+...+
展开式
Ca"-b+…+Cb"(n∈N+)
在二项式定理中,如果设a=1,b=x,则
二项
各项系数C(k=0,1,2,…,n)称为二项
式系数式系数
备注
得到公式(1十x)"=Cg+Cx+C2x2+
十Cx+…+Cx"(n∈N+)
238跟踪训练
第十章计数原理、概率、
3.解析:由表中数据得y随x的增大而增大,
所以该老师每天一次最多答对题数y与天数x之间是正
随机变量及其分布列
相关,
第1节计数原理、排列与组合
公y,-7xy
夯实·必备知识必备知识掌握
600-7×4×19
一、m1+mg+…十mm1·m·…·mn
y-7
√140-7×4平
二、顺序为一组个数A个数Cmn(n一1)(n-2)·
··[n一(m-1)]
1
6
1
17
√2695-7×19
2厅×2V厘≈7×2.5≈0.99.
自主诊断查验思考辨析
(1)×(2)/(3)×(4)/(5)
答案:正0.99
小题查验
题型3
1,D[根据分步乘法计数原理不同的取法种数为5×6一
30种.]
[典例门[解](1)根据题意可得列联表:
2.C[格有两个空座住相邻,相当于两个空座位与第三个空位
优级品
非优线品
不相邻,先捧三个人,然后插空,从而共有AA号=72(种)
坐法.门
甲车间
26
24
3.CD[因为N-2AN+0!-4,所以A-号×6+1-4,所
乙车间
70
30
以A四=6,
可得K=
150(26×30-24×70)275
其中m∈N,m≤3,而A2-1,A-3,A导一A-6,所以m的值
=4.6875,
50×100×96×54
16
可能是2或3.]
因为3.841<4.6875<6.635,
4.解析:先将《周易》《尚书《礼记》进行裤列,共有A种排法,再
所以有95%的把报认为甲、乙两车间产品的犹级品率存在差
从产生的4个空位中选2个按排《诗经》(春秋》,共有A好种排
法,所以满足条件的情形共有AA=72(种).
异,没有99%的把握认为甲,乙两车间产品的优级品率存在
答案:72
差异,
5.解析:4个人微三道题日,每题至少一人,则必有一个题日有两
(2)由题意可知:生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优
个人做,因此要先将四个人分成三组,然后再排列,方法数为
域品的频单为部-0.61
CA=36.
答案:36
用频来估计概率可得p=0.64,
跃升·关键能力题型1
1.B[拔动两枚算球可分为以下三类
又因为升级改造前该工厂产品的优级品率p=0.5,
(1)在个位上拔动两枚,可表示2个不同整数.
期p+1.6,/Pa2-0.5+1.65@50西≈.5+
(2)同理在十位上找动两枚,可表示2个不同整数,
150
(3)在个位、十位上分别拔动一救,由分步乘法计数原理易得
0.5
可表示2X2一4个不同整数,所以,根据分类加法计数原理
1.65×12.27≈0.568.
一共可表示2十2十1=8个不同整数.]
T知D>+1.65√P包.
2.B[不妨记五名志愿者为a,b心,d,e,假设a连续参加了两天
社区服务,再从剩余的4人抽取2人各参加星期六与星期天
的社区服务,共有A好=12种方法,
所以可以认为生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优饭
同理:b,心d,连续参加了两天社区服务,也各有12种方法,
品率提高了.
所以恰有1人连续参加了两天社区服务的逸择种数有5×12
跟踪训练
=60种.]
解:(1)根据表中数据,A共有班次260次,准,点班次有240次,
3.D[根据题意分步完成任务:
第一步:完成3号区战:从6种颜色中选1种涂色,有6种不同
设A家公司长途客车准点事件为M,则P(M)=240=12。
方法:
26013
第二步:完成1号区城:从除去3号区城的1种颜色后剩下的
B共有班次240次,准点班次有210次。
5种颜色中选1种涂色,有5种不同方法:
设B家公司长建客车准点事件为N,则PN=器子
第三步:究成4号区域:从除去3,1号区城的2种颜色后剩下
的4种颜色中选1种涂色,有4种不同方法:
A家公司长建家车准点的桃率为昌,
第四步:完成2号区战:从除去3,1、4号区域的3种颜色后剩
下的3种颜色中选1种涂色,有3种不月方法:
B家公明长连客车准点的能率为子
第五步:究成5号区城:从除去1,2号区城的2种颜色后刺下
的4种瓶色中选1种涂色,有4种不同方法:
(2)列联表
第六步:完成6号区城:从除去1、2.5号区战的3种颜色后剩
下的3种颜色中选1种涂色,有3种不同方法:
准点班次数未准点班次数
合计
所以不同的涂色方法:6×5×4×3×4×3=4320(种).]
4.解析:①当组成四位数的数宇中有一个偶数时,四位数的个数
A
240
20
260
为C号·C·A=960.
B
210
30
240
②当组成四位数的数字中不含偶数时,四位数的个数为A
=120.
合计
450
50
500
故符合题意的四位数一共有960+120=1080(个).
答案:1080
n(ad-be)2
(a+b)(c+d)(a+e)(b+d)
题型2
1.A[根据题意,将2个1拥绑在一起,再与其余4个数字全
500×(240×30-210×20)
3.205>2.706,
排列,
260×240×450×50
所以共有Ag=120种不同的密码,故选A.门
根据临界值表可知,有90%的把提认为甲,乙两城之间的长途
2.B[先利用相绑法排乙丙丁戌四人,再用插空法选甲的位置,
客本是否准点与客幸所属公司有关,
则有A经AC=24(种).]
512
3.D[先将语文、数学、英语排在第二节,有A=6(种)排法,将
命题点2
物理和政治,化学和地理,生物和历史分别“捆绑”,有
[典例2][解析]根据题意,这8名志觅者人数分配方案共有
A号AA号一8(种)排法,将拥螂后的三个元素排在三天,有
两类:第一类是2,2,4,第二类是3,3,2,
A=6(种)排法,则不同的排课方案的种数为6×8×6
=288(种).
故不同的安捧方法共有(写CC+CC
A
A号
)A=2940(种).
4.D[第一步:全排列2个语言类的节目,共有A号种情况,
[答案]A
第二步:从4个歌年类节目中选出2个节目放入2个语言类的
跟踪训练
节日之间,共有A子种情况,
第三步:再将排好的4个节日视为一个整体,与其余的两个歌
2.C[先分类再分配第一步分两类2,2,1和3,1,1,则分类方法
舞节目全排列,
有
+Cg种:
共有A种情况,所以N=A号A号A号=144.]
题型3
第二步分配给三名学生有A种分法
[母题][解](1)从余下的34种商品中,选取2种有C一
561(种)取法,
由分步来法计数原理得N-(保+G))州=150c种.]
,某一种服货必须在内的不同取法有561种.
命题点3
(2)从20种真货中选取1种,从15种假货中逸取2种有
CC=2100(种)取法.
[典例3]
[解析]若6支救援队按1,1,4分成3组,则不同的
.恰有2种假货在内的不同的取法有2100种
安排方法种数是A·A=30,
(3)法一(直接法):给好2种假货有CC5种选法,恰好3种
假货有C种选法,
若6支救接队按1,2,3分成3组,则不月的安排方法种数是
因此,选取方式共有CoC院+C唱=2100+455=2555(种).
CC¥CA号=240,
.至少有2种假货在内的不同的取法有2555种.
若6支数接队按2,2,2分成3组,别不同的安排方法种数是
法二(间接法):没有假货有C。=1140种选法,恰好1种假货
CC货
·A=90,故不同的安排方法种教是360.
有CC=2850种选法,而从35种商品中选取3种有C=
A
6545种选法,
[答案]D
∴.至少有2种假货在内的不同的取法有6545一1140一2850
跟踪训练
=2555(种).
3.D[当8个相同的蓝球只分给其中1人时,有4种分法:
[子题1门解:从34种可选商品中,选取3种,有C种或者C
一C3=C3=5984(种)取法.
当8个相同的蓝球分给其中的2人时,先从4人里面选出2
人,再将8个相同的蓝球排成一排,形成的7个空里面选出1
.某一种假货不能在内的不同取法有5984种,
子题2]解:法一(间接法):选取3种的总数为C,
个空插入1个“隔板”即可,此时有CC=42种分法:
当8个相同的蓝球分给其中的3人时,先从4人里面选出3
因此共有选取方式C一C=6545一455=6090(种).
.至多有2种佩货在内的不同的取法有6090种
人,再将8个相同的蓝球推成一排,形成的7个空里面选出2
法二(直接法):选取3种真货有C种,选取2种真货有
个空插入2个“隔板”即可,此时有CC号=84种分法:
CC5种,选取1种真货有CC种,
当8个相同的蓝球分给其中的4人时,每人至少一个,此时将
因此共有选取方式C+CC+CC=6090(种).
8个相同的蓝球排成一瓣,形成的7个空里而选出3个空插入
.至多有2种假货在内的不同的取法有6090种。
3个“隔板"即可,此时有C=35种分法。
跟踪训练
因此把8个相阿的蓝球分发给甲,乙,丙,丁4人时,不同的分
1.C[分两种情况,第一种:1家企全业接待1名校长,1家企业提
发种数有:4十42+84十35=165.故选D.]
待3名校长,共有CC吲A号=8(种)方法:第二种:每家企业均
接待2名校长,共有CC避=6(种)方法,所以共有8十6=14
第2节二项式定理
(种).」
2.当从这8门课中选修2门课时,共有C·C一16(种):当从这
夯实·必备知识必备知识掌握
8门课中远修3门谋时,共有C·C十C·C=48(种):综
1,Cga"+Can-1b+Cga"-22+…+Cta"-+…十C(n∈
上可知,共有64种不同的选课方案,
N,)k+1
答案:64
2.(1)首末两端“等距离”(2)增大减小CC宁c中
题型4命题点1
(3)①2#②24-1
[典例1门[解析]法一:首先将12名同学平均分成四组,有
自主诊断查验思考辨析
CCC种分法,然后将这四组同学分配到四个不同的深题
(1)×(2)/(3)×(4)/(5)/(6)
A
小题查验
组,有A种分法,并在各组中选出1名组长,有3种选法,根
据分步乘法计数原理,满足条件的不同分配方案有CCC
1.B[由题意得中间项为··(一)-曾.]
A好
·A·3=C2C号C3(种).
2D[限并我的通项为11=C好8·(后)
=37-4
法二:根据题意可知,第一组分3名同学有C:种分法,第二红
分3名同学有种分法,第三组分3名同学有C种分法,第
C时21-,令21-子=0,解释k=6,所以含数项为3C心
四组分3名同学有C浮种分法,第一组选1名组长有3种选
=21.]
法,第二组选1名组长有3种选法,第三组选1名组长有3种
3.A[依题意,得二项式系数的和为2=8,所以n=3,故二项
选法,第四组选1名组长有3种选法,根据分步乘法计数原理
可知,满足条件的不同分配方案有CCC3种.
式为(x-是)八,令x=1,可求得系数之和为(1-2
[答案]B
-1.]
跟踪训练
4.B[当r=1时,1=a4十a9十a2+a1十a①:当r=一1时,81
1.解析:免把6个毕业生平均分成3组,有CC种方法,弄将
A
=a:一s十a一a十a②:①+②得原式=41.]
3组毕业生分到3所学校,有A=6(种)方法,故6个华业生
5.解析:(1十x)的展开式中x的系数为C=5
平均分到3所学杭,共有CC延.A=90(种)分深方法。
(1一x)°的晨开式中x的系数为C=15,
A
故在(1十x)5十(1一x)5展开式中,含x的项的系数为20,
答案:90
答案:20
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