1.3.1 第1课时 等比数列的概念及其通项公式-【金版教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册创新导学案课件PPT(北师大版)

2025-10-22
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第二册
年级 高二
章节 3.1 等比数列的概念及其通项公式
类型 课件
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PPTX
文件大小 12.48 MB
发布时间 2025-10-22
更新时间 2025-10-22
作者 河北华冠图书有限公司
品牌系列 金版教程·高中同步导学案
审核时间 2025-10-22
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价格 4.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

该高中数学课件聚焦等比数列的概念及通项公式,通过生活实例导入,对比等差数列梳理知识脉络,以定义注意事项解析、评价自测题等为支架,帮助学生逐步构建知识体系。 其亮点在于细化核心概念培养数学抽象,如通过定义中“从第2项起”“同一个常数”等条件解析深化理解,结合判定证明题(如证明{a_n+1}是等比数列)提升逻辑推理,分层练习(随堂达标、课后A级B级)强化数学运算,助力学生稳步提升,也为教师提供系统教学支持。

内容正文:

第一章 数列 §3 等比数列 3.1 等比数列的概念及其通项公式 第1课时 等比数列的概念及其通项公式 课程标准:通过生活中的实例,理解等比数列的概念和通项公式的意义. 教学重点:1.等比数列的概念.2.等比数列的通项公式. 教学难点:等比数列通项公式的推导过程. 核心素养:1.通过学习等比数列的概念及判断方法,提升数学抽象和逻辑推理素养.2.通过运用等比数列的通项公式求项或公比、项数,提升数学运算素养. (教师独具内容) 核心概念掌握 核心素养形成 随堂水平达标 目录 课后课时精练 核心概念掌握 知识点一 等比数列的定义 如果一个数列从________起,每一项与它的前一项的比值都是______________,那么称这样的数列为等比数列,称这个常数为等比数列的_______,通常用字母_______表示(q≠0). 知识点二 等比数列的通项公式 若首项是a1,公比是q,则等比数列{an}的通项公式为_____________________. 第2项 同一个常数 公比 q an=a1qn-1(a1≠0,q≠0) 核心概念掌握 5 1.有关等比数列的定义应注意的问题 (1)注意定义中“从第2项起”这一条件的两层含义. 其一,第1项前面没有项,无法与后续条件中“与前一项的比”相吻合;其二,等比数列的定义包括了首项这一基本量,且必须从第2项起使数列中各项均与其前面一项作商. (2)注意定义中“每一项与它的前一项的比”这一运算要求,它的含义也有两个.其一,强调作商的顺序,即后面的项比前面的项;第二,强调这两项必须相邻. (3)注意定义中的“同一个常数”这一要求,否则这个数列不能称为等比数列. 核心概念掌握 6 核心概念掌握 7 答案: (1)√ (2)× (3)× (4)√ 核心概念掌握 8 an=5n-1 4 ±3 核心概念掌握 9 核心素养形成 ④ 核心素养形成 11 解析 ①不符合等比数列的定义,故不是等比数列;②不一定是等比数列,当数列{an}只有3项时,是等比数列,当数列{an}的项数超过3项时,不一定符合等比数列的定义;③不一定是等比数列,当常数列的各项都为0时,不是等比数列,当常数列的各项不为0时,是等比数列;④是等比数列. 核心素养形成 12 核心素养形成 13 核心素养形成 14 核心素养形成 15 题型二 等比数列的通项公式及应用 例2 在等比数列{an}中, (1)a4=2,a7=8,求an; (2)a2+a5=18,a3+a6=9,an=1,求n. 核心素养形成 16 核心素养形成 17 【感悟提升】等比数列通项公式的求法 a1和q是等比数列的基本量,只要求出这两个基本量,问题便迎刃而解.关于a1和q的求法通常有以下两种方法: (1)根据已知条件,建立关于a1,q的方程组,求出a1,q后再求an,这是常规方法. (2)充分利用各项之间的关系,直接求出q后,再求a1,最后求an,这种方法带有一定的技巧性,能简化运算. 核心素养形成 18 【跟踪训练】 2.(1)已知{an}为等比数列,且a5=8,a7=2,该数列的各项都为正数,求an. 核心素养形成 19 核心素养形成 20 题型三 等比数列的判定与证明 例3 已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1.证明:数列{an+1}是等比数列. 核心素养形成 21 解:∵an+1=2Sn+1,∴an=2Sn-1+1(n≥2), 两式相减得an+1-an=2an, 即an+1=3an(n≥2), 又a2=2S1+1=3,a1=1,∴a2=3a1, ∴数列{an}是首项为1,公比为3的等比数列. [变式探究] 本例中若将“an+1=2an+1”改为“an+1=2Sn+1(其中Sn为数列{an}的前n项和)”,其他条件不变,试判断数列{an}是否为等比数列? 核心素养形成 22 核心素养形成 23 核心素养形成 24 随堂水平达标 解析:由等比数列的定义,知①②④是等比数列.③中当x=0时,不是等比数列. 随堂水平达标 26 2.已知等比数列{an}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=(  ) A.21 B.42 C.63 D.84 解析:设等比数列{an}的公比为q,则由a1=3,a1+a3+a5=21,得3(1+q2+q4)=21,解得q2=-3(舍去)或q2=2,于是a3+a5+a7=q2(a1+a3+a5)=2×21=42.故选B. 随堂水平达标 27 随堂水平达标 28 随堂水平达标 29 4.首项为3的等比数列的第n项是48,第2n-3项是192,则n=________. 5 随堂水平达标 30 随堂水平达标 31 课后课时精练 一、选择题 1.在等比数列{an}中,a2024=8a2021,则公比q的值为(  ) A.2 B.3 C.4 D.8 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 33 2.若一数列为a-6,1,a6,a12,a18,…,其中a≠0,则a822是这个数列的(  ) A.不在此数列中 B.第137项 C.第138项 D.第139项 解析:数列为a-6,1,a6,a12,a18,…,记此数列为{bn},则它是首项为a-6,公比为a6的等比数列,于是得数列{bn}的通项公式为bn=a-6·(a6)n-1=a6n-12,由6n-12=822,得n=139,所以a822是这个数列的第139项. 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 34 3.设等比数列{an}满足a1+a2=-1,a1-a3=-3,则a4=(  ) A.8 B.-8 C.4 D.-4 解析:设等比数列{an}的公比为q,∵a1+a2=-1,a1-a3=-3,∴a1(1+q)=-1,a1(1-q2)=-3,解得q=-2,a1=1.则a4=1×(-2)3=-8.故选B. 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 35 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 36 5.(多选)已知数列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N+,则下列说法正确的是(  ) A.{an-n}是等比数列 B.an=4n-1 C.{log2(an-n)}是等差数列 D.{log4an}是等比数列 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 37 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 38 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 39 7.已知数列{an}满足a1=2,an+1=2an-1(n∈N+),则数列{an-1}是________数列(填“等差”或“等比”),数列{an}的通项公式为an=________. 解析:根据题意,数列{an}满足an+1=2an-1,即an+1-1=2(an-1),又a1-1=1≠0,则数列{an-1}是以1为首项,2为公比的等比数列,则an-1=1×2n-1=2n-1,则an=2n-1+1. 等比 2n-1+1 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 40 8.在数列{an},{bn}中,a1=2,且对任意正整数n,3an+1-an=0,bn是an与an+1的等差中项,则数列{bn}的通项公式为bn=________. 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 41 三、解答题 9.在等比数列{an}中. (1)已知a1=3,q=-2,求a6; (2)已知a3=20,a6=160,求an. 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 42 解:(1)设数列{an}的公比为q(q≠0,q≠1). 由a5,a3,a4成等差数列,得2a3=a5+a4,即2a1q2=a1q4+a1q3. 由a1≠0,q≠0,得q2+q-2=0,解得q1=-2或q2=1(舍去). 所以q=-2. (2)证明:对任意k∈N+,Sk+2+Sk+1-2Sk=(Sk+2-Sk)+(Sk+1-Sk)=ak+1+ak+2+ak+1=2ak+1+ak+1·(-2)=0,所以对任意k∈N+,Sk+2,Sk,Sk+1成等差数列. 10.设{an}是公比不为1的等比数列,其前n项和为Sn,且a5,a3,a4成等差数列. (1)求数列{an}的公比; (2)证明:对任意k∈N+,Sk+2,Sk,Sk+1成等差数列. 课后课时精练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级 43 课后课时精练 1 2 B级 44 课后课时精练 1 2 B级 45 2.设数列{an}的前n项和Sn=2an-2n. (1)求a3,a4; (2)证明:{an+1-2an}是等比数列; (3)求{an}的通项公式. 解:(1)∵a1=S1,S1=2a1-2, ∴a1=2,S1=2. 由Sn=2an-2n,即2an=Sn+2n知2an+1=Sn+1+2n+1=an+1+Sn+2n+1, ∴an+1=Sn+2n+1, ① ∴a2=S1+22=2+22=6,S2=8, a3=S2+23=8+23=16,S3=24,a4=S3+24=40. 课后课时精练 1 2 B级 46 课后课时精练 1 2 B级 47               R 2.由等比数列的任意两项可求公比 若已知等比数列{an}中的任意两项an,am,由an=amqn-m可以求得公比 q=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\r(n-m,\f(an,am)),n-m为奇数,,±\r(n-m,\f(an,am)),n-m为偶数.)) 1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)数列1,-1,1,-1是等比数列.(  ) (2)若一个数列从第2项开始每一项与前一项的比是常数,则这个数列是等比数列.(  ) (3)若an=eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3,n=1,,2n-1,n≥2,))则数列{an}是等比数列.(  ) (4)等比数列至少有3项.(  ) 2.做一做(请把正确的答案写在横线上) (1)等比数列1,5,25,125,…的通项公式为____________. (2)等比数列-eq \f(1,10),-eq \f(1,100),-eq \f(1,1000),…的公比为________. (3)在等比数列{an}中,已知an=4n-3,则a1=________,q=________. (4)已知等比数列{an}中,a1=1,a3=9,则a2=________. eq \f(1,10) eq \f(1,16) 题型一 等比数列的概念 例1 观察下面几个数列: ①1,1,2,4,8,16,32,64; ②数列{an}中,已知eq \f(a2,a1)=2,eq \f(a3,a2)=2; ③常数列a,a,…,a,…; ④在数列{an}中,eq \f(an+1,an)=q,其中n∈N+. 其中是等比数列的是________(只填序号). 【感悟提升】判断一个数列是否为等比数列的方法是利用定义,即eq \f(an+1,an)=q(与n无关的常数,且不等于0). 【跟踪训练】 1.设数列{an}为等比数列,q为公比,有下面四个数列: ①{aeq \o\al(3,n)};②{pan}(p为非零常数); ③{an·an+1};④{an+an+1}. 其中是等比数列的有(  ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 解析:对于①,因为3,n+1)eq \f(a,aeq \o\al(3,n)) =eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(an+1,an))) eq \s\up12(3)=q3(常数),所以{aeq \o\al(3,n)}是等比数列;对于②,因为eq \f(pan+1,pan)=eq \f(an+1,an)=q(常数),所以{pan}是等比数列;对于③,因为eq \f(an+1·an+2,an·an+1)=eq \f(an+2,an)=q2(常数),所以{an·an+1}是等比数列;对于④,当q=-1时,an+an+1=0,故此时{an+an+1}不是等比数列,当q≠-1时,因为eq \f(an+1+an+2,an+an+1)=eq \f(anq+an+1q,an+an+1)=eq \f(q(an+an+1),an+an+1)=q(常数),所以{an+an+1}是等比数列.故是等比数列的有3个.故选C. 解 (1)解法一:因为eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a4=a1q3,,a7=a1q6,))所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q3=2, ①,a1q6=8.  ②)) 由②÷①,得q3=4,从而q=eq \r(3,4),而a1q3=2, 于是a1=eq \f(2,q3)=eq \f(1,2),所以an=a1qn-1=2eq \s\up8(\f(2n-5,3)). 解法二:因为a7=a4q3,所以q3=4. 所以an=a4qn-4=2·(eq \r(3,4))n-4=2eq \s\up8(\f(2n-5,3)). (2)解法一:由题意, 知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2+a5=a1q+a1q4=18, ③,a3+a6=a1q2+a1q5=9, ④)) 由④÷③,得q=eq \f(1,2),从而a1=32. 又an=1,所以32×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))) eq \s\up12(n-1)=1, 即26-n=20,所以n=6. 解法二:因为a3+a6=q(a2+a5),所以q=eq \f(1,2). 由a1q+a1q4=18,知a1=32. 由an=a1qn-1=1,知n=6. 解:由已知,得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q4=8,,a1q6=2,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q2=\f(1,4),,a1=128,)) ∵an>0,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q=\f(1,2),,a1=128,)) ∴an=128×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))) eq \s\up12(n-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))) eq \s\up12(n-8). 解:由an=a1qn-1,得eq \f(1,3)=eq \f(9,8)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3))) eq \s\up12(n-1), 即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3))) eq \s\up12(n-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3))) eq \s\up12(3), 解得n=4. (2)若等比数列{an}的首项a1=eq \f(9,8),末项an=eq \f(1,3),公比q=eq \f(2,3),求项数n. 证明 因为an+1=2an+1, 所以an+1+1=2(an+1). 由a1=1,知a1+1≠0,从而an+1≠0, 所以eq \f(an+1+1,an+1)=2(n∈N+). 所以数列{an+1}是等比数列. 【感悟提升】 (1)等比数列的判定与证明 利用定义:eq \f(an+1,an)=q(与n无关的常数). (2)如果证明数列不是等比数列,可以通过选择三个连续项不成等比数列来证明. (3)对形如an+1=can+b(n∈N+,b,c≠0,且c≠1,b,c为常数)的递推公式,通常可以变形为an+1+eq \f(b,c-1)=ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(an+\f(b,c-1))),从而构造一个等比数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an+\f(b,c-1))),通过求该等比数列的通项公式可得an.证明一个数列为等比数列,要紧扣定义,这里采用了转化与化归的策略. (4)涉及Sn与an的式子,则利用an=Sn-Sn-1,n≥2,消去Sn,判断an,an-1或an+1,an的关系证明. 证明:由a1=S1=eq \f(3,2)a1+b,得a1=-2b. 因为Sn=eq \f(3,2)an+b,所以当n≥2时,Sn-1=eq \f(3,2)an-1+b, 两式相减得Sn-Sn-1=eq \f(3,2)an+b-eq \f(3,2)an-1-b, 所以an=eq \f(3,2)an-eq \f(3,2)an-1,所以an=3an-1, 又a1=-2b≠0,故{an}是公比q=3的等比数列. 【跟踪训练】 3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=eq \f(3,2)an+b(n∈N+,b∈R,b≠0).求证:{an}是等比数列. 1.下列各组数成等比数列的是(  ) ①1,-2,4,-8;②-eq \r(2),2,-2eq \r(2),4;③x,x2,x3,x4;④a-1,a-2,a-3,a-4. A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④ 3.(多选)如图给出了一个“三角形数阵”,已知每一列数成等差数列,从第3行起,每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,记第i行第j列的数为aij(i,j∈N+),则下列式子正确的是(  ) A.a53=eq \f(5,16) B.a51=eq \f(5,4) C.a44=eq \f(1,16) D.a41=1 解析:第1列构成首项为eq \f(1,4),公差为eq \f(1,4)的等差数列,所以a51=eq \f(1,4)+(5-1)×eq \f(1,4)=eq \f(5,4),a41=1.又因为从第3行起每一行数成等比数列,而且每一行的公比都相等,a44=1×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))) eq \s\up12(3)=eq \f(1,8),所以第5行构成首项为eq \f(5,4),公比为eq \f(1,2)的等比数列,所以a53=eq \f(5,4)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))) eq \s\up12(2)=eq \f(5,16). 解析:设公比为q,则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3qn-1=48,,3q2n-4=192))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(qn-1=16,,q2n-4=64))⇒q2=4,得q=±2.由(±2)n-1=16,得n=5. 5.已知数列{an}的前n项和为Sn,Sn=eq \f(1,3)(an-1)(n∈N+). (1)求a1,a2; (2)求证:数列{an}是等比数列. 解:(1)由S1=eq \f(1,3)(a1-1),得a1=eq \f(1,3)(a1-1),故a1=-eq \f(1,2). 又S2=eq \f(1,3)(a2-1),即a1+a2=eq \f(1,3)(a2-1),得a2=eq \f(1,4). (2)证明:当n≥2时,an=Sn-Sn-1=eq \f(1,3)(an-1)-eq \f(1,3)(an-1-1),得an=-eq \f(1,2)an-1, 又a1=-eq \f(1,2)≠0, 所以数列{an}是首项为-eq \f(1,2),公比为-eq \f(1,2)的等比数列. 解析:∵a2024=8a2021,∴q3=eq \f(a2024,a2021)=8,∴q=2. 4.一个各项均为正的等比数列,每一项都等于它后面相邻两项之和,则公比q=(  ) A.eq \f(\r(3),2) B.eq \f(2\r(5),2) C.eq \f(\r(5)-1,2) D.eq \f(1+\r(5),2) 解析:由题意有an=an+1+an+2=anq+anq2,而an≠0,∴q2+q-1=0,∴q=eq \f(-1±\r(5),2),而an>0,∴q>0,∴q=eq \f(\r(5)-1,2). 解析:对于A,由an+1=4an-3n+1,得an+1-(n+1)=4(an-n),n∈N+.又a1-1=1≠0,所以an-n≠0,所以eq \f(an+1-(n+1),an-n)=4,所以数列{an-n}是首项为1,公比为4的等比数列,故A正确;对于B,由上可知an-n=4n-1,所以数列{an}的通项公式为an=4n-1+n,故B错误;对于C,log2(an-n)=log24n-1=log222(n-1)=2n-2,所以{log2(an-n)}是等差数列,故C正确;对于D,log4an=log4(4n-1+n),{log4an}既不是等差数列,又不是等比数列,故D错误.故选AC. 二、填空题 6.在正项等比数列{an}中,若3a1,eq \f(1,2)a3,2a2成等差数列,则eq \f(a2023-a2022,a2025-a2024)=_____. 解析:设正项等比数列{an}的公比q>0,∵3a1,eq \f(1,2)a3,2a2成等差数列,∴2×eq \f(1,2)a3=3a1+2a2,即a1q2=3a1+2a1q,∴q2-2q-3=0,q>0,解得q=3,则原式=eq \f(a2023-a2022,q2(a2023-a2022))=eq \f(1,q2)=eq \f(1,9). eq \f(1,9) 解析:由题设eq \f(an+1,an)=eq \f(1,3),∴数列{an}是等比数列,公比为eq \f(1,3),∴an=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3))) eq \s\up12(n-1),bn=eq \f(1,2)(an+an+1)=eq \f(1,2) eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))\s\up12(n-1)+2×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))\s\up12(n)))=eq \f(4,3n). eq \f(4,3n) 解:(1)由等比数列的通项公式,得a6=3×(-2)6-1=-96. (2)设等比数列的公比为q, 那么eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1q2=20,,a1q5=160,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(q=2,,a1=5,)) 所以an=a1qn-1=5×2n-1(n∈N+). 1.设关于x的一元二次方程anx2-an+1x-1=0(n=1,2,3,…)有两根α和β,且满足6α+2αβ+6β=3,a1=eq \f(7,6). (1)试用an表示an+1; (2)求证:数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an-\f(2,3)))是等比数列. 解:(1)由根与系数的关系,知eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(α+β=\f(an+1,an),,αβ=-\f(1,an),)) 代入6α+2αβ+6β=3,得eq \f(6an+1,an)-eq \f(2,an)=3,所以an+1=eq \f(1,2)an+eq \f(1,3). (2)证明:因为an+1=eq \f(1,2)an+eq \f(1,3),所以an+1-eq \f(2,3)=eq \f(1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(an-\f(2,3))), 又a1-eq \f(2,3)=eq \f(1,2)≠0,所以an-eq \f(2,3)≠0,所以数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(an-\f(2,3)))是首项为eq \f(1,2),公比为eq \f(1,2)的等比数列. (2)证法一:由题设和①式知an+1-2an=(Sn+2n+1)-(Sn+2n)=2n+1-2n=2n,∴{an+1-2an}是首项为2,公比为2的等比数列. 证法二:由Sn=2an-2n, ② 得Sn+1=2an+1-2n+1. ③ ③-②得an+1=2an+1-2n+1-2an+2n,即an+1-2an=2n. ∴{an+1-2an}是首项为2,公比为2的等比数列. (3)由(2)知an+1-2an=2n,等号两端同时除以2n+1,得eq \f(an+1,2n+1)-eq \f(an,2n)=eq \f(1,2), ∴数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(an,2n)))是以eq \f(a1,2)=1为首项,eq \f(1,2)为公差的等差数列, ∴eq \f(an,2n)=1+eq \f(1,2)(n-1),即an=(n+1)·2n-1. $

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1.3.1 第1课时 等比数列的概念及其通项公式-【金版教程】2025-2026学年高中数学选择性必修第二册创新导学案课件PPT(北师大版)
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