内容正文:
单元复习
人教版(新教材) 九年级上册
第二十六章
二次函数
26
《二次函数》单元复习
知识结构 考点精讲 典例专练 反馈练习 回顾反思
实际问题
二次函数
y=ax2+bx+c(a≠0)
利用二次函数的
图象和性质求解
实际问题的答案
归纳
抽象
图象
性质
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考点 1
二次函数的概念和形式
一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c 是常数,a ≠ 0) 的函数,叫做二次函数.
[注意] (1)等号右边必须是整式;
(2)自变量的最高次数是 2;
(3)当 b=0,c=0 时,y=ax2 是特殊的二次函数.
一元二次函数(也叫作二次函数)的解析式
(1)一般式:
(2)顶点式:
(3)交点式:
y=ax2+bx+c(a≠0)
y=a(x−h)2+k(a≠0),其中(h,k)为顶点坐标
y=a(x−x1)(x−x2)(a≠0),其中x1,x2为抛物线与x轴交点的横坐标
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已知函数 是二次函数,则m等于( )
A.±2 B.2 C.−2 D.±
根据二次函数的定义求解,二次函数要求x的最高次数为2,且二次项系数不为0,据此列等式和不等式求解即可.
解:∵函数 是二次函数,
∴ ,且 ,∴ .
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定义:如果二次函数 ( ,a1,b1,c1是常数)与
( ,a2,b2,c2是常数)满足 , 且对称轴相同的二次函数互为“关联对称二次函数”.例如: 的“关联对称二次函数”为
.求函数 的“关联对称二次函数”.
解:二次函数 的对称轴为直线x=1,
则二次函数的“关联对称二次函数”的二次项系数为1−(−1)=2,常数项为3,对称轴也为直线x=1,设二次函数 的“关联对称二次函数”的一次项系数为m0,所以 ,解得 ,
所以 的“关联对称二次函数”为 .
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针对练习
详解
若关于x的函数 是二次函数,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
解:∵关于x的函数 是二次函数,
二次函数要求二次项系数不为0,
∴ ,
解得 .
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针对练习
详解
若 ,且y1与x+1成正比例,y2与x2成正比例,当x=1时,y=0;当x=2时,y=5;
(1)求y与x的函数关系式;
(2)x=−2时,函数的值为多少?
解:(1)由题意设 , ,则 ,
将x=1,y=0和x=2,y=5分别代入上式,
得 ,解得 ,
∴y与x的函数关系式为 ;
(2)将x=−2代入,得 .
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考点 2
二次函数的图象和性质
如果 a<0,
当 x< 时,y 随 x 的增大而增大;
当x> 时,y 随 x 的增大而减小.
如果 a>0,
当 x< 时,y 随 x 的增大而减小;当x> 时,y 随 x 的增大而增大.
x
y
O
x
y
O
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考点 2
二次函数的图象和性质
y=a(x−h)2+k a>0 a<0
开口方向 向上 向下
对称轴 直线 x = h 直线 x = h
顶点坐标 (h,k) (h,k)
最值 当 x = h 时,y最小值 = k 当 x = h 时,y最大值 = k
增减性 x<h 时,y 随 x 的增大而减小;
x>h 时,y 随 x 的增大而增大. x<h 时,y 随 x 的增大而增大;x>h 时,y 随 x 的增大而减小.
y=a(x−h)2+k称为二次函数的顶点式.
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考点 2
二次函数的图象和性质
图象的形状和开口方向均相同,可以通过互相平移得到.
平移规律(设 h>0,k>0):
简记为:
上下平移,
常数项上加下减;
左右平移,
自变量左加右减.
二次项系数 a 不变.
左右平移
y = ax2
y = a(x−h)2
(a≠0,
h>0,k>0)
y = ax2 +k
y = a(x−h)2+k
左右平移
上下平移
上下平移
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求下列条件下的二次函数的解析式.
(1)二次函数图象经过A(− 2,0),B(3,0),C(1,6)三点;
(2)二次函数的顶点坐标为(1,− 2),且当x=2时y=1.
解:(1)由题可知函数图象与x轴交于点A(− 2,0),B(3,0),
∴设二次函数的解析式为y=a(x+2)(x− 3)(a≠0),
将点C(1,6)代入得6=a(1+2)(1− 3),解得a=− 1,
∴二次函数的解析式为y=− (x+2)(x− 3)=− x2+x+6.
(2)设二次函数的解析式为y=a(x− 1)2− 2(a≠0),
∵当x=2时y=1,∴1=a(2− 1)2− 2,解得a=3,
∴二次函数的解析式为y=3(x− 1)2− 2,即y=3x2− 6x+1.
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已知二次函数 ,它与x轴的交点坐标为 , ,与y轴的交点坐标为 .(1)求出a,b,c的值,并写出此二次函数的解析式;
(2)求顶点坐标,画出函数图象,并求当 时函数的最大值和最小值.
(1)解:将交点坐标代入,可得: ,解得: ,
;
(2)解: ,抛物线顶点坐标为 ,抛物线开口向下,∴当 时,函数最大值为 ,
当 时,有最小值,最小值为 ,函数图象如右图.
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解:①由图可知,抛物线与轴有两个不同的交点,
则 ,故①正确.
②③由图可知,抛物线的开口向上,则 ,
抛物线的对称轴为 , ,故③正确;
, ,
已知二次函数 的图象如图所示,有下列结论:① ② ③ ④ ,下列选项正确的是( )
A.①②③④ B.①②④ C.①②③ D.①②
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抛物线交轴于负半轴,可得: ,
,故②正确.
④由图可知,当 时, ,故④不正确.
综上所述:以上结论正确的有①②③.
已知二次函数 的图象如图所示,有下列结论:① ② ③ ④ ,下列选项正确的是( )
A.①②③④ B.①②④ C.①②③ D.①②
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如图,抛物线: 交x轴于点 和点B,交y轴于点 ,顶点记为D.(1)求抛物线的函数表达式及顶点D的坐标.
解:(1)将A,C两点的坐标带入函数解析式,
得 ,解得 ,
∴抛物线的函数表达式为 ,
化为顶点式,得 ,
∴顶点D的坐标为 .
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(2)解:设直线AC的表达式为 ,代入得
,解得 ,∴直线AC的表达式为 ,
设点P的横坐标为 ,则 , ,
,∵ ,
∴抛物线开口向下,函数有最大值,∵ ,
在 取值内,当 时, .
(2)连接AC,若线段AC上有一点P,过点P作y轴的平行线交抛物线于点Q,求线段PQ长的最大值.
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针对练习
详解
若抛物线 的开口向下,顶点坐标为 ,则该二次函数有( )
A.最小值−3 B.最大值−3 C.最小值2 D.最大值2
开口向下的二次函数有最大值,最大值为顶点的纵坐标,据此可得答案.
解:∵抛物线 的开口向下,顶点坐标为 ,
∴二次函数有最大值−3 .
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针对练习
详解
解: ,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线 ,
,
到对称轴 的距离最远,
当x=−1时, ,即二次函数的最大值为10.
当 时,二次函数 的最大值为________.
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针对练习
详解
解:根据抛物线平移规律:左加右减自变量,上加下减常数项.
∵原抛物线解析式为 ,
∴向左平移1个单位,对自变量加1,得 ,
再向上平移2个单位,对整体加2,得 ,
∴最后得到的新抛物线解析式为: .
将抛物线 向左平移一个单位,再向上平移两个单位,得到的新抛物线的解析式为_______________.
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针对练习
详解
已知关于x的二次函数,当x=− 1时,函数值为10,当x=1时,函数值为4,当x=2时,函数值为7,求这个二次函数的解析式.
解:设所求的二次函数为y=ax2+bx+c, 由题意得:
解得, a=2,b=− 3,c=5.
∴ 所求的二次函数为y=2x2− 3x+5.
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针对练习
详解
已知抛物线 . (1)抛物线的对称轴为____;
(2)把抛物线沿y轴向下平移 个单位长度,若抛物线的顶点落在x轴上,求a的值.
解:(1)由题意可得,抛物线的对称轴为:直线 ;
(2)抛物线沿y轴向下平移 个单位,可得 ,
∵抛物线的顶点落在x轴上,
∴ ,
解得: 或 ;
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针对练习
详解
如图,在平面直角坐标系中,抛物线 与x轴交于点A,B,与y轴交于点C, .
(1)求抛物线的解析式;
(1)∵ ,∴点A、C的坐标分别为: ,
则 , 解得: ,
抛物线的表达式为: ;
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针对练习
详解
(2)点D在抛物线的对称轴上,若 的值最小,求点D的坐标;
解:(2)点B关于抛物线的对称点为点A,则AC交抛物线对称轴于点D,则此时, 的值最小,
理由: 为最小,
由点A、C的坐标得,直线AC的表达式为: ,
抛物线的对称轴为直线 ,
当 时, ,即点D的坐标为: ;
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针对练习
详解
(3)过点P作 轴交AC于点H,∵直线AC的表达式为y=x+4,
设点 ,则点 ,
则△APC的面积=
则△APC面积的最大值为8,此时,点 .
(3)若点P是抛物线上的一点,当点P在直线AC上方的抛物线上运动时,△APC的面积是否存在最大值?
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考点 3
二次函数与一元二次方程、不等式的关系
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴公共点 一元二次方程
ax2 + bx + c = 0 的根 b2 − 4ac
有两个公共点
有两个不相等的实数根
b2 − 4ac>0
有一个公共点
有两个相等的实数根
b2 − 4ac = 0
没有公共点
没有实数根
b2 − 4ac<0
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判别式
函数
的图象
有两个不相等的实数根 有两个相等的实数根
没有实数根
抛物线与x轴
的交点情况 有两个交点 有一个交点 无交点
y
x
o
y
x
o
y
x
o
y
x
o
y
x
o
y
x
o
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考点 3
二次函数与一元二次方程、不等式的关系
Δ = b2− 4ac
二次函数
y = ax2+bx+c (a>0)
的图象
一元二次方程ax2+bx+c=0 (a ≠ 0) 的根
不等式 ax2+bx+c>0 (a>0)的解集
不等式 ax2+bx+c<0 (a>0)的解集
x2
x1
x
y
O
O
x1= x2
x
y
O
y
x
Δ>0
Δ=0
Δ<0
x1,x2
没有实数根
x<x1或x>x2
x ≠ x1的一切实数
全体实数
x1<x<x2
无解
无解
x1 = x2 =
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已知函数 与函数 的图象如图所示.若 ,则自变量x的取值范围是( )
A.−3<x<2 B.x<−3或x>2 C.−2<x<3 D.x<−2或x>3
解:令 ,则 ,
解得 或 ,
∴由函数图象可知当 时,自变量x的取值
范围是 .
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已知二次函数y=x2− 2x− 8.求:
(1)当x为何值时,y=0?(2)当x为何值时,y<0?
解:(1)由y=0得x2− 2x− 8=0,解得x=4或x=− 2.
(2)由(1)知抛物线开口向上,
与x轴相交于点(4,0)和(− 2,0)(如图所示).
根据图象可知,当y<0时,x的取值范围是{x|− 2<x<4}.
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(1)已知二次函数y=(a− 2)x2− 3x− 1的图象恒在x轴下方,求实数a的取值范围.
(2)已知关于x的不等式二次函数(a− 2)x2− 3x+1>0的解集为全体实数,求实数a的
取值范围.
(2)当a− 2=0时,− 3x+1>0,解得x< ,不合题意,舍去;
当a− 2≠0时, ∴a> .
解:(1)由题意得
∴
∴a<− ;
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针对练习
详解
解:∵ 二次函数图象与y轴相交时,交点的横坐标为0,
∴ 令 ,代入二次函数解析式,
得 ,
∴ 二次函数的图象与轴交点坐标是 .
二次函数 的图象与y轴交点坐标是________.
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针对练习
详解
如图,已知二次函数 的图象与正比例函数 交于点 ,与x轴交于点,当 时,自变量x的取值范围是______.
解:过A作 轴于C,
令 ,则: ,解得: 或x=4,
∴ ,
∵ , 轴,
∴
∴ 时,自变量x的取值范围是 .
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针对练习
函数 y = ax2 + bx+ c 的图象如图,
那么方程 ax2 + bx + c = 0 的根是______________;
不等式 ax2 + bx + c > 0 的解集是______________;
不等式 ax2 + bx + c < 0 的解集是____________.
3
− 1
O
x
y
x1 = −1,x2 = 3
x < −1 或 x > 3
−1 < x < 3
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针对练习
详解
已知二次函数与x轴有两个交点.
(1)求实数k的取值范围.
(2)若此二次函数有最小值,求k的值.
(1)解:∵二次函数与x轴有两个交点,
∴,即,解得.
(2)解:,
∵,∴时,y有最小值,
∵此二次函数有最小值,∴,
解得.
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考点 4
实际问题与二次函数
(1)二次函数的应用包括以下两个方面:
① 用二次函数表示实际问题变量之间的关系,解决最大化问题(即最值问题);
② 利用二次函数的图象求一元二次方程的近似解.
拱桥
问题
围墙
问题
利润
问题
球类飞行问题
喷泉
问题
几何图形问题
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考点 4
实际问题与二次函数
① 找出问题中的变量和常量以及它们之间的函数关系;
01
01
02
02
03
03
04
04
④ 检验结果的合理性,是否符合实际意义.
② 列出函数关系式,并确定自变量的取值范围;
③ 利用二次函数的图象及性质解决实际问题;
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解:建立如图所示的平面直角坐标系,
设抛物线的解析式为 ,∵抛物线过 ,代入得:
, ,∴抛物线的解析式为 ,
当 时, ,解得 ,
,
∴水面宽度为 米.
如图,是抛物线形沟渠,当沟渠水面宽度6m时,水深3m,当水面上升1m时,水面宽度为________m
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在北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛中,我国运动员的精彩表现让人叹为观止,已知运动员从高的跳台滑出后的运动路线是一条抛物线,设她与跳台边缘的水平距离为x m,与跳台底部所在水平面的竖直高度为y m,y与x的函数关系式为
解:函数对称轴 , ,∴抛物线开口向下,y有最大值,
∴当 时,竖直高度达到最大值, ,
∴当她与跳台边缘的水平距离为8 m时,竖直高度达到最大值.
当她与跳台边缘的水平距离为多少时,竖直高度达到最大值?
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某商场试销一种成本为60元/件的服装,规定:试销期间销售单价不低于成本单价,且获利不得高于45%.经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元)符合一次函数y=kx+b关系,且当x=65时,y=55;当x=75时,y=45.
(1)求一次函数y=kx+b的表达式;
解:(1)60×(1+45%)=87,
由题意得 解得
∴y=− x+120(60≤x≤87且x为整数).
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(2)若商场获得的利润为W元,试写出利润W与销售单价x之间的关系式.问:销售单价定为多少元时,商场可获得最大利润?最大利润是多少元?
(2)W=(x− 60)y=(x− 60)(− x+120)
=− x2+180x− 7 200,
即W=− x2+180x− 7 200(60≤x≤87且x∈N).
∵W=− x2+180x− 7 200=− (x− 90)2+900,且x∈[60,87],
∴利润函数在[60,87]上是增函数.
∴当x=87时,W有最大值,即Wmax=− (87− 90)2+900=891,
∴销售单价定为87元时,商场可获得最大利润,最大利润是891元.
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某商场试销一种成本为60元/件的服装,规定:试销期间销售单价不低于成本单价,且获利不得高于45%.经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元)符合一次函数y=kx+b关系,且当x=65时,y=55;当x=75时,y=45.
(3)若商场获得的利润不低于500元,试确定销售单价x的范围.
∴当x=87时,W有最大值,即Wmax=− (87− 90)2+900=891,
∴商场获得的利润不低于500元,销售单价x的范围是[70,87].
(3)∵W≥500,∴− x2+180x− 7 200≥500,∴x2− 180x+7 700≤0,
∴70≤x≤110,且x∈[60,87],∴70≤x≤87,
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针对练习
综合与实践——丢沙包中的数学
【活动背景】小红参加了一个丢沙包的游戏,
游戏要求将沙包丢向位于数米外的地面目标靶,
若能命中靶心,则获得游戏奖励.
小红所在的数学兴趣小组以研究沙包的运动
轨迹为主题,开展了如下综合与实践活动.
【活动过程】
活动1:发现模型
兴趣小组通过学习发现:沙包在空中的运动轨迹为抛物线(只考虑沙包受到的重力,不考虑其他外力的作用).
活动2:应用模型
如图,小红丢沙包时的出手高度为1.5m,出手点与地面目标靶靶心的水平距离为10m.沙包在距离出手点的水平距离为3m时达到最高点,最高点距离地面2m.请通过计算说明沙包能否正好命中靶心.
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详解
解:建立如图所示的平面直角坐标系:
由题意,抛物线的顶点坐标是 ,且经过点 ,
设抛物线的解析式为 ,其中 ,
将 点代入得: ,解得 ,
∴抛物线的解析式为 ,当 时, ,
解得 或 (不符合题意,舍去),
∵ ,∴沙包不能正好命中靶心.
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针对练习
详解
(1)请你求出张大伯矩形羊圈的面积;
25 m
解:(1)由题意得羊圈的长为 25 m,
宽为(40 −25)÷2 = 7.5 (m).
故羊圈的面积为 25×7.5 = 187.5 ( m2 )
张大伯准备用 40 m 长的木栏围一个矩形的羊圈,为了节约材料同时要使矩形的面积最大,他利用自家房屋一面长 25 m 的墙,设计了如图一个矩形的羊圈.
26
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针对练习
详解
(2)请你判断他的设计方案是否合理?如果合理,直接答合理;如果不合理又该如何设计?并说明理由.
(2)设羊圈与墙垂直的一边为 x m,则与墙相对的一边长为(40 − 2x)m,
羊圈的面积 S = x(40 −2x) = −2x2 + 40x
= −2(x −10)2 + 200(7.5≤x<20).
∵7.5≤10<20,所以当 x = 10 时,
S 有最大值,此时 S = 200.
故张大伯的设计不合理.羊圈与墙垂直的两边长为 10 m,
而与墙相对的一边长为(40−2x) m = 20 m.
25 m
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针对练习
详解
某企业设计了一款工艺品,每件的成本是50元,为了合理定价,投放市场进行试销.据市场调查,销售单价是100元时,每天的销售量是50件,而销售单价每降低1元,每天就可多售出5件,但要求销售单价不得低于成本.
(1)求出每天的销售利润y(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
解:(1)由题意,得y=(x− 50)[50+5(100− x)]
=(x− 50)(− 5x+550)
= −5x2+800x−27500,
即 y=−5x2+800x− 27500(50≤x≤100).
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针对练习
某企业设计了一款工艺品,每件的成本是50元,为了合理定价,投放市场进行试销.据市场调查,销售单价是100元时,每天的销售量是50件,而销售单价每降低1元,每天就可多售出5件,但要求销售单价不得低于成本.
(2)当销售单价为多少元时,每天的销售利润最大?最大利润是多少?
(2)y=−5x2+800x−27500=−5(x−80)2+4500.
∵a=− 5<0,
∴抛物线开口向下.
.∵50≤x≤100,对称轴是直线x=80,
∴当x=80时,y最大值=4500.
详解
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《二次函数》单元复习
知识结构 考点精讲 典例专练 反馈练习 回顾反思
通过下列问题,请你反思是否掌握本章内容:
举例说明,一些实际问题中变量之间的关系可以用二次函数表示,列出函数解析式并画出图象.
结合二次函数的图象回顾二次函数的性质,例如根据抛物线的开口方向,对称轴,顶点等,说明二次函数在什么情况下取得最大值或最小值.
结合抛物线y=ax2+bx+c(a ≠ 0) 与x轴的公共点的情况,说明方程
ax2+bx+c=0的根的各种情况.
在日常生活、生产和科研中,常常会遇到求什么条件下可以使材料最省、时间最少、效率最高等问题,其中一些问题可以归结为求二次函数的最大值或最小值,请举例说明如何分析、解决这样的问题.
回顾一次函数和二次函数,体会函数这种数学模型在描述现实世界运动变化中的作用.
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《二次函数》单元复习
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