内容正文:
专题03 函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性等性质的
综合应用
目录
第一部分 题型破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
【选填题破译】
题型01 函数的单调性及应用
题型02 函数的奇偶性及应用
题型03 奇函数+常数型求值
题型04 利用单调性、奇偶性解不等式、比较大小
题型05 函数的周期性
题型06 函数的对称性
题型07 函数性质的综合应用
第二部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
题型01 函数单调性及应用
【例1】设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D【详解】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减,则有函数在区间上单调递减,因此,解得,所以的取值范围是.
【变式1-1】(2025·江苏南京·模拟预测)若函数,在上单调递增,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C【详解】若,,因为底数,对数函数为单调递增函数,
在上的最大值为.若,,求导得,要使单调递增,则需满足①对所有恒成立,解得,因为,则,所以,若在上单调递增,则②,解得,所以.故选:C.
【变式1-2】已知,则函数的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C【详解】令,,易知是减函数,因为,又在上单调递增,在上单调递减,所以在区间上单调递减,在区间上单调递增,
又当时,,当时,,则函数的最大值是,
【变式1-3】(2025·宁夏中卫·一模)已知,,两个函数图象至少有一个在区间上不单调,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D【详解】由函数的对称轴为,若在上不单调,则满足,解得;又由函数,可得,若在上不单调,则满足,解得,所以两个函数图象至少有一个在区间上不单调,则有或,可得,所以实数的取值范围为.故选:D.
题型02 函数的奇偶性及应用
【例2】(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题,4,5分)若为偶函数,则( ).
A. B.0 C. D.1
【答案】B【详解】因为 为偶函数,则 ,解得,
当时,,,解得或,则其定义域为或,关于原点对称.,故此时为偶函数.故选:B.
【变式2-1】(2025·湖南岳阳·模拟预测)已知函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.1
【答案】C【详解】的定义域,由,若,由不等式可解得函数定义域为,不关于原点对称,不可能为奇函数,若,解得函数定义域为,若为奇函数,必有,解得;又,解得,故选:C.
【变式2-2】(2024·宁夏固原·一模)已知为奇函数,则( )
A.-4 B.2 C.4 D.6
【答案】B【详解】因为为奇函数,定义域为,则,所以,则,此时,则,满足题意故.故选:B.
【变式2-3】(2025·广东珠海·三模)(多选)已知偶函数满足:当时,,则( )
A. B.当时,
C. D.函数在区间上有零点
【答案】ACD【详解】对于A,,A正确;对于B,当时,,则,B错误;对于C,当时,,当且仅当时取等号,则,当时,,因此,C正确;对于D,,,即,因此在区间上有零点,D正确.故选:ACD
题型03 奇函数+常数型求值
【例3】(2025·河北保定·一模)已知函数在区间上的最大值为,最小值为,则的值为( )
A.1 B. C. D.0
【答案】A【详解】,令,定义域为,关于原点对称,则,所以函数为奇函数,因为在区间上的最大值为,最小值为,则在区间上的最大值为,最小值为,所以,即,所以,所以.
【变式3-1】(2025·湖南湘潭·二模)已知是定义在上的奇函数,函数的最大值与最小值分别为A,a,则 .
【答案】4【详解】.因为是定义在上的奇函数,所以,故关于对称,所以4.
【变式3-2】(2025·广东深圳·一模)已知函数的最大值为M,最小值为m,则 .
【答案】4【详解】==2+,令,则,所以为奇函数,的最大值与最小值的和为0,故,故.
【变式3-3】(2024·甘肃平凉·二模)设函数的最大值为,最小值为,则 .
【答案】4052【详解】,设,定义域关于原点对称,由,知函数为奇函数,,
因为,,所以.
题型04 利用单调性、奇偶性解不等式、比较大小
【例4】(2025·安徽黄山·一模)已知函数,则满足不等式的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A【详解】当时,,当时,,而,所以是奇函数,当时,,因此函数在时,单调递减,而,且该函数是实数集上的奇函数,所以该函数在实数集上为减函数,所以不等式转化为,即,解得,故选:A
【变式4-1】(2024·云南玉溪·一模)已知奇函数的定义域为,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】D【详解】易得在上单调递增,且.因为是奇函数,
所以在上单调递增,且.由,得,得或,解得或,所以不等式的解集为.故选:D
【变式4-2】(2025·安徽安庆·模拟预测)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D【详解】当时,,所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增.又因为,且时,
所以当时,,当时,.由奇函数的性质:当时,,
当时,.对于不等式,当时,只需,所以或,解得或,又,则;当时,只需,所以或,解得或,又,则.综上所述,的取值范围是.故选:D.
【变式4-3】(2025·四川内江·模拟预测)已知函数是定义在上的奇函数,若对任意的、,且,都有不等式,且,则不等式的解集是 .
【答案】【详解】不妨设,由可得,
不等式两边同除得,令,则,故函数在上为增函数,因为函数为上的奇函数,由题意可知,函数的定义域为,
,故函数为偶函数,故函数在上为减函数,
因为,则,由可得,当时,,即满足不等式,当时,则,由可得,所以,解得;当时,则,由可得,,解得;综上所述,不等式的解集是.
题型05 函数周期性
【例5】(2025·四川绵阳·一模)设是定义在上的奇函数,且,当时,,则的值为 .
【答案】【详解】由题设,
所以是周期为3的奇函数,则.
【变式5-1】(2024·河南商丘·一模)已知是定义在上且周期为2的函数,当时,,则 .
【答案】【详解】是定义在上且周期为2的函数,当时,,
则,,所以.
【变式5-2】(2025·安徽阜阳·一模)如果且,则的值为( )
A.1012 B.2024 C.1013 D.2026
【答案】D【详解】因为,所以,又,所以,则.
【变式5-3】(2024·河南驻马店·三模)(多选)已知定义在R上的连续函数是偶函数,且满足,且,,,都有,则( )
A. B.在单调
C. D.在有三个极值点
【答案】CD【详解】由可知,所以,A错误;因为,,,都有,所以在单调递增,又为偶函数,所以在单调递减,由周期性可知在单调递增,所以在不单调,B错误;由A项知的周期为8,所以,又,且在单调递增,故,C正确;由为偶函数知是的一个极值点,又的周期为8,则是的一个极值点,又,,则,所以的图象关于直线对称,即是的一个极值点,因此在内有三个极值点,D正确;
题型06 函数的对称性
【例6-1】(2025·广西南宁·三模)已知函数,则下列函数的图象关于中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B【详解】因为函数,定义域为,则,故函数为奇函数,则关于原点对称,因此函数为函数向右平移一个单位得到,故函数关于对称,且函数关于点对称,因此函数关于点对称,故选:B.
【变式6-1】(2025·宁夏吴忠·一模)函数的图像关于点中心对称,则 .
【答案】/【详解】函数的图像关于点中心对称,
所以,解得,所以.
【变式6-2】(2025·辽宁抚顺·一模)函数对任意,,且为奇函数,给出下列说法,其中错误的个数为( )
(1)若时,,则;(2)的周期为;
(3)的图象关于点对称;(4).
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】C【详解】,图象关于直线对称;为奇函数,,图象关于点对称;,,,即,,的周期为,(2)错误;,,又,
,为奇函数,若时,,则,(1)错误;图象关于点对称,周期为,图象关于点对称,(3)正确;
,,(4)错误.故选:C.
【变式6-3】(2025·山东烟台·一模)若函数()满足,且函数的图象与函数的图象的交点分别为,,…,,则 .
【答案】7【详解】函数()满足,故其图象关于直线对称,
函数,其图象也关于直线对称,故它们图象的交点也关于直线对称,
两函数图象的交点分别为,,…,,不妨设,则必有在直线上,即,,故.
题型07 函数性质的综合应用
【例7】若函数在上满足:.当时,,且当时,.对,都有,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B【详解】由,则函数关于直线对称,当时,,且时,,则时,,则,即;时,,则,即,且;作出函数的大致图象,如图, 由图可知,,则,即的最大值为.
【变式7-1】(2025·甘肃天水·二模)(多选)已知定义在上的偶函数可导,的导数为是奇函数,则( )
A. B.的一个周期为8
C. D.的图象关于对称
【答案】BCD【详解】因为是奇函数,所以,令,可得,解得,A错误;因为是偶函数,则,且,用代替可得,即.又,则,所以,从而有,所以的一个周期为8,B正确;因为是偶函数,则,两边求导得,所以是奇函数,所以,C正确;由,两边同时对求导得,即,所以函数的图象关于直线对称,D正确.故选:BCD
【变式7-2】(2025·湖南湘潭·三模)设函数的定义域为,且满足,当时,.若时,的最大值为1,则实数的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】A【详解】当时,.;当时,.;当时,.;
当时,.;所以当时,解得因为的最大值为1,结合图像知故选A.
【变式7-3】(2024·河北唐山·二模)(多选)设函数定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A. B.为奇函数
C.在上为减函数 D.关于对称
【答案】BC【详解】由为奇函数得:,则关于对称,
所以,即,则,即,由为偶函数得:,则关于对称,
所以,即,综上,,则,故,即易知的周期为,
所以,而为奇函数,故为奇函数,B正确;
因为关于对称且关于对称,关于,对称,所以D错误;
,A错误;因为的周期为,所以在上的单调性与在上单调性一致,由时单调递减,且关于对称,所以在上也单调递减,所以在上为减函数,所以在上为减函数,C正确.故选:BC
一、单选题
1.已知函数,则下列判断中正确的是( )
A.是奇函数且为增函数 B.是奇函数且为减函数
C.是偶函数且为增函数 D.是偶函数且为减函数
【答案】A【详解】根据题意,由,解得,所以的定义域为,关于原点对称,则,所以为奇函数;由,因为在上单调递增,为增函数,
所以为增函数.故选:A
2.已知定义在区间上的偶函数,当时,满足对任意的,都有成立,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B【详解】偶函数在单调递增,故等价于且,,解得.故选:B
3.已知函数是奇函数,则( )
A. B. C. D.1
【答案】C【详解】的定义域,由,若,由不等式可解得函数定义域为,不关于原点对称,不可能为奇函数,若,解得函数定义域为,若为奇函数,必有,解得;又,解得,故选:C.
4.已知函数f(x)=满足对任意x1≠x2,都有>0成立,则实数a的取值范围为( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.(2,3] D.(2,+∞)
答案 C解析 函数f(x)=的定义域为R,由对任意x1≠x2,都有>0,
得函数f(x)在R上为增函数,于是解得2<a≤3,所以实数a的取值范围为(2,3].
5.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且当x∈(-∞,0]时,f(x)=x2-ex+1,则当x∈(0,+∞)时,f(x)等于( )
A.x2-ex+1 B.x2-e-x+1
C.x2+e-x+1 D.-x2+e-x-1
答案 B解析 当x∈(0,+∞)时,-x∈(-∞,0),则f(-x)=(-x)2-e-x+1=x2-e-x+1,
又f(x)为偶函数,故f(-x)=f(x),故f(x)=x2-e-x+1.
6.若函数(且)值域是,则实数取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A【详解】当时,,所以,要使函数值域是,则当时,的值域为的子集,所以,解得:
二、多选题
7.(多选题)已知偶函数满足:时,,则下列结论正确的有( ).
A. B.,
C.的值域为 D.的解集为
【答案】BC【详解】A选项:取,则,所以,A选项错误;B选项:由当时,,则,解得,当时,,则,由函数为偶函数,所以当时,,B选项正确;C选项:当时,,又函数为偶函数,所以当,,即函数的值域为,C选项正确;D选项:当时。令,解得或,又因为函数为偶函数,则的解集为,D选项错误;故选:BC.
8.(多选题)已知函数,则( )
A.函数的图象关于对称 B.函数的单调递减区间是
C.函数的值域是 D.不等式的解集是
【答案】AC【详解】对于A选项,因为,所以函数的图象关于对称,故A正确;对于B选项,由可得或,所以函数的定义域为,因为函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,且函数为增函数,所以函数的单调递减区间是,故B错误;对于C选项,由B知函数的定义域为,当或时,函数值域为,所以函数的值域是,故C正确;对于D选项,由可得,解得或,所以不等式的解集是,故D错误.
9.(多选)下列说法中,正确的是( )
A.函数f(x)=的图象关于点(-2,2)中心对称
B.函数f(x)满足f(2x-1)为奇函数,则函数f(x)的图象关于点(-1,0)中心对称
C.若函数y=f(x)过定点(0,1),则函数y=f(x-1)+1过定点(1,2)
D.函数y=的图象关于点(3,c)中心对称,则b+c=2
答案 ABC解析 对于A,f(x)==2-其图象可以由y=-的图象向左平移2个单位长度,再向上平移2个单位长度得到,且y=-的图象关于原点对称,故f(x)=的图象关于点(-2,2)中心对称,A正确;对于B,因为f(2x-1)为奇函数,所以f(2x-1)=-f(-2x-1),所以f(x-1)=-f(-x-1),
所以f(x)=-f(-x-2),所以函数f(x)关于点(-1,0)中心对称,B正确;对于C,函数y=f(x)的图象向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度得到函数y=f(x-1)+1的图象,由于y=f(x)过定点(0,1),故函数y=f(x-1)+1过定点(1,2),C正确;对于D,函数y==1+的图象关于点(3,c)中心对称,
所以解得所以b+c=4,D不正确.
三、填空题
10.已知函数f(x)=x+ln(-x)-5(x∈[-2 026,2 026])的最大值为M,最小值为m,则M+m= .
答案 -10解析 设g(x)=f(x)+5=x+ln(-x),则g(x)的定义域为[-2 026,2 026],
则g(x)+g(-x)=x+ln(-x)-x+ln(+x)=ln[(-x)(+x)]=ln 1=0,
∴g(-x)=-g(x),即g(x)是奇函数,因此g(x)min+g(x)max=0.又g(x)min=f(x)min+5=m+5,
g(x)max=f(x)max+5=M+5,∴g(x)min+g(x)max=m+5+M+5=0,即M+m=-10.
11.若函数y=(2x-m·2-x)x5是R上的偶函数,则实数m= .
答案 1解析 设f(x)=(2x-m·2-x)x5,则该函数为R上的偶函数,
则对任意的x∈R,f(-x)=f(x),即(2-x-m·2x)·(-x)5=(2x-m·2-x)·x5,
整理可得2-x+2x-m(2x+2-x)=(1-m)(2x+2-x)=0,所以1-m=0,解得m=1.
12.设函数f(x)=ln(x2+1)-则满足f(x)>f(2x+1)的x的取值范围为 .
答案 ∪解析 f(x)=ln(x2+1)-则f(x)的定义域为{x|x≠0},又f(x)=f(-x),故f(x)为偶函数,当x>0时,f(x)=ln(x2+1)-又y1=ln(x2+1),y2=-在(0,+∞)上都单调递增,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,在(-∞,0)上单调递减.因为f(x)>f(2x+1),所以故x的取值范围为∪.
13.(2025·八省联考)已知曲线C:y=x3-,两条直线l1,l2均过坐标原点O,l1和C交于M,N两点,l2和C交于P,Q两点.若△OPM的面积为,则△MNQ的面积为 .
答案 2解析 因为函数y=x3-为奇函数,所以曲线C的图象关于原点对称,又两条直线l1和l2均过坐标原点O,则P,Q关于原点对称,M,N关于原点对称,则四边形PNQM为平行四边形.又S△OPM=,则S△MNQ=2.
四、解答题
14.已知定义在(0,+∞)上的函数f(x),满足f(mn)=f(m)+f(n)(m,n>0),且当x>1时,f(x)>0.
(1)求证:f=f(m)-f(n);(5分)(2)若f(2)=1,解不等式f(x+2)-f(2x)>2.(9分)
(1)证明 f(m)=f=f +f(n),即f=f(m)-f(n).
(2)解 任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则>1.由(1)得f(x2)-f(x1)=f>0,
即f(x2)>f(x1),∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,∵f(2)=1,∴2=f(2)+f(2)=f(4),
f(x+2)-f(2x)>2⇔f(x+2)>f(2x)+f(4)⇔f(x+2)>f(8x),又f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴解得0<x<故不等式f(x+2)-f(2x)>2的解集为.
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专题03 函数的单调性、奇偶性、对称性、周期性等性质的
综合应用
目录
第一部分 题型破译 微观解剖,精细教学
典例引领 方法透视 变式演练
【选填题破译】
题型01 函数的单调性及应用
题型02 函数的奇偶性及应用
题型03 奇函数+常数型求值
题型04 利用单调性、奇偶性解不等式、比较大小
题型05 函数的周期性
题型06 函数的对称性
题型07 函数性质的综合应用
第二部分 综合巩固 整合应用,模拟实战
题型01 函数单调性及应用
【例1】设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(2025·江苏南京·模拟预测)若函数,在上单调递增,则m的取值范围是( )
A.
B.
C. D.
【变式1-2】已知,则函数的最大值是( )
A.
B.
C. D.
【变式1-3】(2025·宁夏中卫·一模)已知,,两个函数图象至少有一个在区间上不单调,则的取值范围是( )
A.
B.
C. D.
题型02 函数的奇偶性及应用
【例2】(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题,4,5分)若为偶函数,则( ).
A.
B.0
C. D.1
【变式2-1】(2025·湖南岳阳·模拟预测)已知函数是奇函数,则( )
A.
B.
C. D.1
【变式2-2】(2024·宁夏固原·一模)已知为奇函数,则( )
A. -4 B.2
C.4 D.6
【变式2-3】(2025·广东珠海·三模)(多选)已知偶函数满足:当时,,则( )
A. B.当时,
C. D.函数在区间上有零点
题型03 奇函数+常数型求值
【例3】(2025·河北保定·一模)已知函数在区间上的最大值为,最小值为,则的值为( )
A.1 B.
C. D.0
【变式3-1】(2025·湖南湘潭·二模)已知是定义在上的奇函数,函数的最大值与最小值分别为A,a,则 .
【变式3-2】(2025·广东深圳·一模)已知函数的最大值为M,最小值为m,则 .
【变式3-3】(2024·甘肃平凉·二模)设函数的最大值为,最小值为,则 .
题型04 利用单调性、奇偶性解不等式、比较大小
【例4】(2025·安徽黄山·一模)已知函数,则满足不等式的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(2024·云南玉溪·一模)已知奇函数的定义域为,当时,,则不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】(2025·安徽安庆·模拟预测)已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则满足的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式4-3】(2025·四川内江·模拟预测)已知函数是定义在上的奇函数,若对任意的、,且,都有不等式,且,则不等式的解集是 .
题型05 函数周期性
【例5】(2025·四川绵阳·一模)设是定义在上的奇函数,且,当时,,则的值为 .
【变式5-1】(2024·河南商丘·一模)已知是定义在上且周期为2的函数,当时,,则 .
【变式5-2】(2025·安徽阜阳·一模)如果且,则的值为( )
A.1012 B.2024 C.1013 D.2026
【变式5-3】(2024·河南驻马店·三模)(多选)已知定义在R上的连续函数是偶函数,且满足,且,,,都有,则( )
A. B.在单调
C. D.在有三个极值点
题型06 函数的对称性
【例6-1】(2025·广西南宁·三模)已知函数,则下列函数的图象关于中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(2025·宁夏吴忠·一模)函数的图像关于点中心对称,则 .
【变式6-2】(2025·辽宁抚顺·一模)函数对任意,,且为奇函数,给出下列说法,其中错误的个数为( )
(1)若时,,则;(2)的周期为;
(3)的图象关于点对称;(4).
A.个 B.个
C.个 D.个
【变式6-3】(2025·山东烟台·一模)若函数()满足,且函数的图象与函数的图象的交点分别为,,…,,则 .
题型07 函数性质的综合应用
【例7】若函数在上满足:.当时,,且当时,.对,都有,则的最大值为( )
A.
B.
C. D.
【变式7-1】(2025·甘肃天水·二模)(多选)已知定义在上的偶函数可导,的导数为是奇函数,则( )
A. B.的一个周期为8
C. D.的图象关于对称
【变式7-2】(2025·湖南湘潭·三模)设函数的定义域为,且满足,当时,.若时,的最大值为1,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式7-3】(2024·河北唐山·二模)(多选)设函数定义域为,为奇函数,为偶函数,当时,,则下列结论正确的是( )
A. B.为奇函数
C.在上为减函数 D.关于对称
一、单选题
1.已知函数,则下列判断中正确的是( )
A.是奇函数且为增函数 B.是奇函数且为减函数
C.是偶函数且为增函数 D.是偶函数且为减函数
2.已知定义在区间上的偶函数,当时,满足对任意的,都有成立,若,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B【详解】偶函数在单调递增,故等价于且,,解得.故选:B
3.已知函数是奇函数,则( )
A. B.
C. D.1
4.已知函数f(x)=满足对任意x1≠x2,都有>0成立,则实数a的取值范围为( )
A.(1,2) B.(2,3)
C.(2,3] D.(2,+∞)
5.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且当x∈(-∞,0]时,f(x)=x2-ex+1,则当x∈(0,+∞)时,f(x)等于( )
A.x2-ex+1 B.x2-e-x+1
C.x2+e-x+1 D.-x2+e-x-1
6.若函数(且)值域是,则实数取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.(多选题)已知偶函数满足:时,,则下列结论正确的有( ).
A. B.,
C.的值域为 D.的解集为
8.(多选题)已知函数,则( )
A.函数的图象关于对称 B.函数的单调递减区间是
C.函数的值域是 D.不等式的解集是
9.(多选)下列说法中,正确的是( )
A.函数f(x)=的图象关于点(-2,2)中心对称
B.函数f(x)满足f(2x-1)为奇函数,则函数f(x)的图象关于点(-1,0)中心对称
C.若函数y=f(x)过定点(0,1),则函数y=f(x-1)+1过定点(1,2)
D.函数y=的图象关于点(3,c)中心对称,则b+c=2
三、填空题
10.已知函数f(x)=x+ln(-x)-5(x∈[-2 026,2 026])的最大值为M,最小值为m,则M+m= .
11.若函数y=(2x-m·2-x)x5是R上的偶函数,则实数m= .
12.设函数f(x)=ln(x2+1)-则满足f(x)>f(2x+1)的x的取值范围为 .
13.(2025·八省联考)已知曲线C:y=x3-,两条直线l1,l2均过坐标原点O,l1和C交于M,N两点,l2和C交于P,Q两点.若△OPM的面积为,则△MNQ的面积为 .
四、解答题
14.已知定义在(0,+∞)上的函数f(x),满足f(mn)=f(m)+f(n)(m,n>0),且当x>1时,f(x)>0.
(1)求证:f=f(m)-f(n);
(2)若f(2)=1,解不等式f(x+2)-f(2x)>2.
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