6.1 幂函数-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学必修第一册教师用书配套课件(苏教版)
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教辅
摘要:
该高中数学课件聚焦幂函数,通过购买蔬菜、正方形面积等现实情境导入,引导学生抽象出幂函数概念,再结合五种常见幂函数的图象与性质表格,构建从具体到抽象的学习支架。
其亮点在于以数学抽象和逻辑推理为核心,通过情境实例培养数学眼光,题型分类与通性通法总结强化数学思维,帮助学生提升抽象能力与推理能力,也为教师提供系统教学资源与分层练习。
内容正文:
6.1 幂函数
第六章 幂函数、指数函数和对数函数
1
课标
要求 1.通过具体实例,结合y=x,y=x2,y=x3,y= ,y=
的图象,理解它们的变化规律(直观想象、逻辑推理).
2.了解幂函数(数学抽象).
目 录
CONTENTS
基础落实
典例研析
课时作业
基础落实 >>
目录
4
研究下列3个问题:
①如果王老师购买每千克1元的蔬菜t千克,那么她需要支付p=t元,
这里p是t的函数;
②如果正方形的边长为a,
那么正方形的面积S=a2,这
里S是a的函数;
③如果某人t s内骑车行进了1 m,那么他骑车的平均速度v=t-1 m/s,
这里v是t的函数.
【问题】 上述3个问题中的函数有什么共同的结构特征?
数学·必修第一册(SJ)
目录
知识点一 幂函数的概念
形如 的函数称为幂函数,其中x是 ,α是 .
提醒:对幂函数的再理解:①xα的系数为1;②xα的底数是自变量x,指数
α为常数;③项数只有一项.
y=xα
自变量
常数
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知识点二 幂函数的图象与性质
1. 五种常见幂函数的图象
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2. 五种常见幂函数的性质
幂函数 y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1
定义域 R R R [0,+
∞) (-∞,0)∪
(0,+∞)
值域 R [0,+∞) R [0,+
∞) {y|y≠0}
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幂函数 y=x y=x2 y=x3 y= y=x-1
奇偶性 奇 偶 奇 非奇非偶 奇
单调性 增 x∈(0,+∞)
;
x∈(-∞,0)
增 增 x∈(0,+
∞) ;
x∈(-∞,
0)
增
减
减
减
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3. 一般幂函数的性质
(1)当α>0时,y=xα具有以下两条性质:
①函数的图象都过点 和 ;
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而 ,函数在区间
上单调递增.
(0,0)
(1,1)
上升
[0,
+∞)
(2)当α<0时,y=xα具有以下两条性质:
①函数的图象都过点 ;
②在第一象限内,函数的图象随x的增大而 ,函数在区间
上单调递减.
(1,1)
下降
(0,
+∞)
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【想一想】
1. 任意的一次函数和二次函数都是幂函数吗?
提示:不一定.例如y=2x-5,y=x2+2x分别为一次函数和二次函数,
但它们都不是幂函数.
2. 幂函数的图象为什么不过第四象限?
提示:因为当x>0时,xα>0,因此幂函数的图象不过第四象限.
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1. 下列说法正确的是( )
A. 幂函数图象均过点(1,1)
B. 幂函数的图象均在两个象限内出现
C. 幂函数在第四象限内可以有图象
D. 任意两个幂函数的图象最多有两个交点
√
解析: 根据幂函数的图象特征可知A正确,B、C、D错误.故选A.
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2. 〔多选〕下列函数中是幂函数的是( )
A. y= B. y=-x3
C. y=x2 D. y=x+2
√
√
解析: 对于A、C,即y=x-1,y=x2均为幂函数;而选项B,y=-
x3不是幂函数,幂式前系数不为1;选项D,y=x+2不符合幂函数的形
式,不是幂函数.故选A、C.
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3. (2026·宜兴期中)已知幂函数y=f(x)的图象过点(2,4),则f
(3)= .
9
解析:设幂函数f(x)=xα,其图象过点(2,4),则f(2)=4,∴2α
=4,∴α=2,∴f(3)=32=9.
4. 求函数y=x-3在区间[-4,-2]上的最小值.
解:因为函数y=x-3= 在[-4,-2]上单调递减,所以当x=-2时,
ymin=(-2)-3= =- .
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典例研析 >>
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15
题型一 幂函数的概念
(1)在函数y=x-2,y=2x2,y=(x+1)2,y=3x中,幂函数的
个数为( )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
B
解析: 根据幂函数定义可知,只有y=x-2是幂函数,所以选B.
(2)若f(x)=(m2-4m-4)xm是幂函数,则m= .
5或-1
解析:因为f(x)是幂函数,所以m2-4m-4=1,即m2-4m-5=
0,解得m=5或m=-1.
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通性通法
判断一个函数是否为幂函数的方法
判断一个函数是否为幂函数的依据是该函数是否为y=xα(α为常数)
的形式,即函数的解析式为一个幂的形式,且需满足:(1)指数为常
数;(2)底数为自变量;(3)系数为1.
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已知幂函数y=(m-2)·xn(m,n∈R)的图象经过点(8,2),
则m+n= .
解析:由幂函数概念知m-2=1,m=3,故y=xn,又函数图象经过点
(8,2),所以8n=2,即23n=2,n= ,故m+n=3+ = .
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题型二 幂函数的图象与性质
(链接教科书第139页例1)写出下列函数的定义域,分别指出它们的
奇偶性,并在同一坐标系内画出它们的图象:
(1)y=x2,y=x3;
解: 函数y=x2的定义域是R,
因为对任意的x∈R,-x∈R,且都有(-x)2=x2,
所以函数y=x2是偶函数.
函数y=x3的定义域是R,
因为对任意的x∈R,-x∈R,且都有(-x)3=-
x3,所以函数y=x3是奇函数.图象如图①所示.
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(2)y= ,y= ;
解: 函数y= = ,其定义域是[0,+
∞),
因为当x∈(0,+∞)时,-x∉(0,+∞),函数y
= 既不是奇函数,也不是偶函数.
函数y= 的定义域是R,
因为对任意的x∈R,-x∈R,且都有(-x =- ,所以函数y= 是奇函数.图象如图②所示.
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(3)y=x-1,y=x-2.
解: 由函数y=x-1= 可知x≠0,定义域是(-
∞,0)∪(0,+∞),
因为对任意的x∈R,x≠0,都有-x∈R,-x≠0,且
(-x)-1=-x-1,所以函数y=x-1是奇函数.
由函数y=x-2= 可知x≠0,定义域是(-∞,0)∪(0,+∞),
因为对任意的x∈R,x≠0,都有-x∈R,-x≠0,且(-x)-2=x-2,所以函数y=x-2是偶函数.图象如图③所示.
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通性通法
幂函数图象的画法
(1)先确定幂函数在第一象限内的图象:依据幂的指数α与0,1的大小关
系,确定幂函数y=xα在第一象限内的图象.相关结论为:①在(0,1)
上,幂的指数越大,幂函数图象越靠近x轴(简记为指大图低);②在
(1,+∞)上,幂的指数越大,幂函数图象越远离x轴(简记为指大图
高);
(2)再确定幂函数在其他象限内的图象:根据幂函数的定义域及奇偶性
确定幂函数y=xα在其他象限内的图象.
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〔一题多解〕如图是幂函数y=xn的部分图象,已知n取 ,2,-2,-
这四个值,则与曲线C1,C2,C3,C4相对应的n依次为( )
A. 2, ,- ,-2 B. -2,- , ,2
C. - ,-2,2, D. 2, ,-2,-
√
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解析: 法一 曲线C1,C2过点(0,0),(1,1),且在第一象限内
为增函数,所以n>0,n为2, ,显然C1对应y=x2,C2对应y=
.C3,C4过点(1,1),且在第一象限内为减函数,所以n<0,n为-
,-2,显然C3对应y= ,C4对应y=x-2.
法二 取x=2,分别代入y1=x2,y2= ,y3= ,y4=x-2,可求得y1
=4,y2= ,y3= ,y4= ,比较得y1>y2>y3>y4,则与曲线C1,
C2,C3,C4相对应的n依次为2, ,- ,-2.
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题型三 幂函数的性质及应用
角度1 比较幂值的大小
(链接教科书第140页例2)试比较下列各组数的大小:
(1)1.1-0.3,0.89-0.3;
(2)( )0.5,( )0.5,( )0.5;
解: 因为函数y=x-0.3在(0,+∞)上单调递减,又1.1>0.89,
所以1.1-0.3<0.89-0.3.
解:因为函数y=x0.5在(0,+∞)上单调递增,又 > > ,
所以( )0.5>( )0.5>( )0.5.
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(3)( ,1,( .
解:因为函数y1= 在(0,+∞)上单调递增,又 >1,所以(
> =1.又因为函数y2= 在(0,+∞)上单调递增,又 <1,所以
( < =1,
所以( >1>( .
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通性通法
比较幂值大小的方法
(1)若两个幂值的指数相同或可化为两个指数相同的幂值时,则可构造
幂函数,利用幂函数的单调性比较大小;
(2)若底数、指数均不同,则考虑用中间值法比较大小,这里的中间值
可以是“0”或“1”.
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角度2 幂函数性质的综合应用
已知幂函数f(x)=(m2+3m-9)xm-1在(0,+∞)上是减函
数,m∈R.
(1)求f(x)的解析式;
解:由函数f(x)=(m2+3m-9)xm-1为幂函数得m2+3m-9
=1,
解得m=2或m=-5,
又函数在(0,+∞)上是减函数,则m-1<0,即m<1,
所以m=-5,f(x)=x-6.
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(2)若(2-a >(2a-1 ,求实数a的取值范围.
解: 由(1)得m=-5,所以不等式为(2-a >(2a-
1 ,
设函数g(x)= ,则函数g(x)的定义域为(0,+∞),且函数g
(x)在(0,+∞)上为减函数,
所以 解得1<a<2,所以实数a的取值范围是(1,2).
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通性通法
幂函数y=xα中只有一个参数α,幂函数的所有性质都与α的取值有
关,故可由α确定幂函数的定义域、值域、单调性、奇偶性,也可由这些
性质去限制α的取值.
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1. (2026·扬州期中)已知幂函数f =(m2- m+2)xm-1的图象与x
轴相交,则实数m= .
解析:由题可知,m2- m+2=1,所以2m2-5m+2=0,即
=0.解得m= 或m=2.当m= 时,f = = ,其定义
域为 ,值域为 ,与x轴不相交,故舍去;当m=2时,
f =x,在x轴相交于坐标原点.综上,m=2.
2
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2. 比较下列各组数中两个数的大小:
(1)(-3.14)3,(-π)3;(2)(- )-1,(- )-1;
解:(1)因为函数y=x3在(-∞,0)上单调递增,又3.14<π,所以-
3.14>-π,
所以(-3.14)3>(-π)3.
(2)因为函数y=x-1在(-∞,0)上单调递减,又- <- <0,所以
(- )-1>(- )-1.
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解:因为y= 在[0,+∞)上单调递增,且1.2<1.4,所以1. <
1. .
易知1. <1.42,所以1. <1. <1.42.
(3)1. ,1. ,1.42.
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1. 下列函数中,不是幂函数的是( )
A. y=πx B. y=x3
C. y= D. y=
√
解析: 幂函数的解析式为y=xα(α为常数),则y=x3,y= ,y
= 均符合幂函数的定义,而y=πx不符合幂函数的定义.故选A.
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2. 下列函数中,是奇函数且在(0,+∞)上单调递减的为( )
A. y= B. y=
C. y= D. y=
解析:C 所给选项中的函数都是幂函数,其中y= 和y= 是偶函
数,y= 和y= 是奇函数,故A、B错误;又y= 在区间(0,+
∞)上单调递减,故C正确;y= 在区间(0,+∞)上单调递增,故D
错误.故选C.
√
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3. (2026·海安高级中学期中)若函数f 是幂函数,且f =9f ,
则f = .
解析:设f =xα,由f =9f ,得3α=9,解得α=2,所以f =
x2,f =82=64.
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4. 比较下列各组数的大小:
(1) , ;
解: 由幂函数y= 在(0,+∞)上单调递增,得 < .
(2) , .
解: 由幂函数y= 在(0,+∞)上单调递减,得( <
( .
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课时作业 >>
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38
1. 已知α∈{1,2,3, ,-1},则使函数y=xα的定义域为R且函数y=xα
为奇函数的所有α的值为( )
A. -1,3 B. -1,1
C. 1,3 D. -1,1,3
解析: 当y=xα为奇函数时,α=-1,1,3,又函数的定义域为R,所
以α≠-1,故α=1或α=3.
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√
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2. (2026·昆山期中)幂函数f =(m2-m-1)· 在
上单调递增,则实数m=( )
A. -2 B. -1
C. 2 D. 2或-1
解析: 由题意,m2-m-1=1,解得m=2或-1,又f 在
上单调递增,则m2-2m-2>0,∴m=-1满足题意,m=2不符合题
意,舍去.故选B.
√
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3. 函数f(x)=xa+b,不论a为何值,f(x)的图象均过点(m,
0),则实数b的值为( )
A. -1 B. 1
C. 2 D. 3
解析: ∵幂函数y=xa过定点(1,1),∴f(x)=xa+b过定点
(1,1+b),结合已知条件可知1+b=0,则b=-1.故选A.
√
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4. 如图所示,曲线C1和C2分别是函数y=xm和y=xn在第一象限内的图
象,则下列结论正确的是( )
A. n<m<0 B. m<n<0
C. n>m>0 D. m>n>0
解析: 由题中图象可知,两函数在第一象限内单调递减,故m<0,n
<0.由幂函数图象的特点知n<m,故n<m<0.故选A.
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5. (2025·南通期中)已知幂函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的
解析式可能为( )
A. f(x)= B. f(x)=
C. f(x)= D. f(x)=
√
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解析: 由图可知,幂函数f(x)的图象关于y轴对称,故该函数为偶
函数.对于A,函数f(x)= 的定义域为[0,+∞),不是偶函数,故A
错误;对于B,函数f(x)= = 的定义域为(-∞,0)∪(0,+
∞),而图中有f(0)=0,故B错误;对于C,函数f(x)= = 为
偶函数,且在第一象限中,其图象的增长速度比y=x平缓,故C正确;对
于D,函数f(x)= = 为偶函数,且在第一象限中,其图象的增长
速度比y=x要快,不合题意,故D错误.故选C.
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6. 〔多选〕(2026·无锡月考)已知幂函数y=f 的图象过点
,下列说法中正确的是( )
A. f 是非奇非偶函数
B. f 的定义域是
C. f 的值域是
D. f 在定义域上单调递增
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解析:ACD 设幂函数为y=f =xα,因为图象过点 ,所以2α
= ,解得α= ,所以f = ,f = 是非奇非偶函数,故A正
确;f = 的定义域是 ,故B错误;f = 的值域是
,故C正确;f = 在定义域上单调递增,故D正确.故选A、
C、D.
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7. (2026·苏州期中)已知幂函数f = xm的图象关于y
轴对称,则实数m的值是 .
答案:
解析:由f 为幂函数,则m2-5m+7=1,解得m=2或m=3,当m=2
时,f =x2,其图象关于y轴对称,符合题意;当m=3时,f =x3,
其图象关于 对称,不符合题意,舍去.综上,实数m=2.
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8. 已知幂函数f(x)的图象过点(8, ),则f(x-2x2)的定义域
为 .
解析:∵f(x)是幂函数,∴设f(x)=xm,将(8, )代入解析式,
得8m= ,解得m=- ,故f(x)= = ,则f(x-2x2)=
,故x-2x2>0,解得x∈(0, ).
(0, )
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9. 已知幂函数f(x)=x-2,若f(1-2a)<f(a+1),则a的取值范
围是 .
解析:因为f(x)=x-2(x≠0),f(x)为偶函数,易知f(x)在
(0,+∞)上单调递减,又f(1-2a)<f(a+1),所以f(|1-
2a|)<f(|a+1|),所以|1-2a|>|a+1|>0,解得a>2或
a<0且a≠-1,所以a的取值范围是(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,
+∞).
(-∞,-1)∪(-1,0)∪(2,+∞)
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10. 比较下列各组数的大小:
(1) 和3. ;
解:(1)函数y= 在(0,+∞)上单调递减,又3<3.2,所以 >
3. .
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(2) 和 ;
解:(2) = , = ,函数y= 在(0,+∞)上单
调递增,而 > ,所以 > .
(3)4. 和3. .
解:(3)4. > =1,0<3. < =1,
所以4. >3. .
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11. (2026·常熟期中)幂函数f =(2m2-3m-1)·x2m 的定
义域为 ∪ ,则关于x的不等式f >1的解集为
( )
A.
B.
C. ∪
D. ∪
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解析:A 由题意,得2m2-3m-1=1,即2m2-3m-2=0,解得m=2
或m=- ,当m=2时,f =x4,定义域为R,不符合题意;当m=-
时,f =x-1,定义域为 ∪ ,符合题意.所以f >
1,即 >1,所以 -1= >0,即x <0,解得0<x<1,所以不
等式f >1的解集为 .故选A.
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12. 〔多选〕(2026·无锡质检)已知幂函数f(x)图象经过点 ,
则下列命题正确的有( )
A. 函数f 为增函数
B. 函数f 为偶函数
C. 若x≥9,则f ≥3
D. 若x2>x1>0,则 <f( )
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解析:ACD 设幂函数f(x)=xα(α为实数),∵其图象经过点
,∴4α=2,解得α= ,∴f(x)= ,其定义域为[0,+∞),
且f(x)= 在[0,+∞)上为增函数,故A正确;∵f(x)的定义域
为[0,+∞),∴f(x)不具有奇偶性,故B错误;当x≥9时,f(x)
≥f(9)=3,故C正确;∵函数f(x)= 是上凸函数,∴对定义域内
任意的x1<x2,都有 <f( )成立,故D正确.故选
A、C、D.
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数学·必修第一册(SJ)
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13. 已知幂函数f(x)= (其中m∈Z)为偶函数,且f(x)
在(0,+∞)上单调递减,则实数m的值为 .
解析:因为函数幂函数f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以m2-2m-
3<0,解得-1<m<3,又m∈Z,所以m=0或1或2.当m=0或2时,f
(x)=x-3= ,定义域为{x|x≠0},且f(-x)= =- =
-f(x),此时函数f(x)为奇函数,不符合题意;当m=1时,f(x)
=x-4= ,定义域为{x|x≠0},且f(-x)= = =f
(x),此时函数f(x)为偶函数,符合题意.综上所述,m=1.
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14. 已知幂函数f(x)= (m∈N*).
(1)试确定该函数的定义域,并指明该函数在其定义域上的单调性;
解:(1)∵m2+m=m(m+1)(m∈N*),而m与m+1中必有一个
为偶数,∴m2+m为偶数,
∴函数f(x)= (m∈N*)的定义域为[0,+∞),并且
该函数在[0,+∞)上是增函数.
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(2)若函数f(x)经过点(2, ),试确定m的值,并求满足条件f
(2-a)>f(a-1)的实数a的取值范围.
解:(2)∵函数f(x)经过点(2, ),
∴ = ,即m2+m=2,
解得m=1或m=-2,
又∵m∈N*,∴m=1,f(x)= .
又∵f(2-a)>f(a-1),
∴ 解得1≤a< .
故函数f(x)经过点(2, )时,m=1,满足条件f(2-a)>f(a
-1)的实数a的取值范围为[1, ).
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