内容正文:
湖南省平江县颐华学校高三数学一轮复习
第3节 函数的单调性与奇偶性
命题细目表
题号
题型
分值
考查知识点
关键能力
难度
答案
1
单项选择题
5
奇偶性的判定
数学运算
基础
B
2
单项选择题
5
二次函数的单调区间
直观想象
基础
A
3
单项选择题
5
奇函数求值
数学运算
基础
B
4
单项选择题
5
根式函数的定义域
数学运算
基础
A
5
单项选择题
5
单调性与比较大小
逻辑推理
基础
A
6
单项选择题
5
复合函数的单调区间
数学运算
中档
A
7
单项选择题
5
奇函数与单调性解不等式
逻辑推理
中档
A
8
单项选择题
5
偶函数与单调性解不等式
逻辑推理
中档
A
9
多项选择题
6
含绝对值函数的性质
直观想象
中档
ABC
10
多项选择题
6
抽象函数的赋值法
数学抽象
中档
ABC
11
多项选择题
6
偶函数、单调性与解不等式
逻辑推理
中档
ABD
12
填空题
5
偶函数与待定系数法
数学运算
基础
2
13
填空题
5
含参二次函数的单调性
直观想象
中档
(−∞, 1]
14
填空题
5
奇函数解析式与解不等式
数学运算
中档
(−∞, −2) ∪ (0, 2)
15
解答题
13
定义法证明单调性
逻辑推理、数学运算
中档
见解析
16
解答题
14
抽象函数的性质与不等式
数学抽象、逻辑推理
略难
见解析
难度分布:基础 6 题,中档 9 题,略难 1 题。全卷共 16 题,满分 100 分,预估难度系数 0.55—0.70。
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湖南省平江县颐华学校高三数学一轮复习
第3节 函数的单调性与奇偶性
(解析版)
姓名:___________ 班级:___________ 考号:___________ 得分:___________
【本节考查知识点】
① 函数单调性的定义与判定:按“取值、作差、变形、定号、下结论”五步书写,作差后要分解成因式之积再定号
② 复合函数的单调区间:先求定义域,再用“同增异减”判断,所求区间不能超出定义域
③ 函数奇偶性的判定:先看定义域是否关于原点对称,再比较 f(−x) 与 f(x) 的关系
④ 利用单调性与奇偶性比较函数值的大小、解抽象函数不等式:先把函数值的不等式转化为自变量的不等式
⑤ 抽象函数的性质推导:用赋值法求出特殊值并判断奇偶性,再用定义法证明单调性
一、单项选择题(每小题5分,共40分)
1. 下列函数中,是偶函数的是
A. f(x) = B. f(x) = + 1
C. f(x) = x + 1 D. f(x) =
【答案】B
【解析】判断奇偶性分两步:先看定义域是否关于原点对称,再看 f(−x) 与 f(x) 的关系。
A 项:定义域为 R,f(−x) = = − = −f(x),是奇函数;
B 项:定义域为 R,f(−x) = + 1 = + 1 = f(x),是偶函数;
C 项:f(−x) = −x + 1,它既不等于 f(x) 也不等于 −f(x),是非奇非偶函数;
D 项:定义域为 {x | x ≠ 0},关于原点对称,f(−x) = = − = −f(x),是奇函数。
【考查知识点】函数奇偶性的定义与判定
【易错点】只看结果不看定义域,忽略 D 项的定义域要关于原点对称;或把 当偶函数处理
2. 函数 f(x) = − + 2x 的单调递增区间是
A. (−∞, 1] B. [1, +∞) C. (−∞, 2] D. [2, +∞)
【答案】A
【解析】配方得 f(x) = −( − 2x) = − + 1。
二次项系数为 −1 < 0,图象开口向下,对称轴为 x = 1。
所以在对称轴左侧递增、右侧递减,单调递增区间为 (−∞, 1]。
【考查知识点】二次函数单调区间的求法、配方法
【易错点】把对称轴算成 x = 2 而误选 C;或开口向下时把递增、递减区间说反
3. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,当 x > 0 时 f(x) = − 2x,则 f(−1) =
A. −1 B. 1 C. 3 D. −3
【答案】B
【解析】因为 1 > 0,可直接代入已知式子:f(1) = − 2 × 1 = 1 − 2 = −1。
又 f 是奇函数,所以 f(−1) = −f(1) = −(−1) = 1。
【考查知识点】奇函数的性质、分段给出解析式时函数值的求法
【易错点】把 f(−1) 也直接代入 x > 0 的式子,算出 − 2 × (−1) = 3 而误选 C
4. 某碳排放监测模型中,指标函数为 f(x) = ,则该函数的定义域是
A. [−2, 2] B. (−2, 2)
C. (−∞, −2] ∪ [2, +∞) D. [0, 2]
【答案】A
【解析】偶次根号下的被开方数必须非负,由 4 − ≥ 0 得 ≤ 4。
解得 −2 ≤ x ≤ 2。
所以定义域为 [−2, 2],端点处被开方数为 0,函数有意义,端点要取到。
【考查知识点】含偶次根式的函数定义域的求法、一元二次不等式的应用
【易错点】由 ≤ 4 只取 x ≤ 2 而误选 C;或忘记端点处被开方数为 0 时函数仍有意义
5. 已知函数 f(x) 在 R 上单调递减,且 f(a) < f(b),则
A. a > b B. a < b
C. a = b D. 无法确定 a 与 b 的大小
【答案】A
【解析】单调递减的含义是:自变量越大,函数值越小;反过来,函数值越小,对应的自变量越大。
由 f(a) < f(b) 知 a 对应的函数值更小,于是 a > b。
也可以用反证:若 a ≤ b,则由单调递减得 f(a) ≥ f(b),与已知矛盾。
【考查知识点】单调性的定义、由函数值的大小关系推断自变量的大小关系
【易错点】把“递减”与“递增”的方向搞反而误选 B;注意此时不等号要反向
6. 函数 f(x) = 的单调递减区间是
A. (−∞, −1] B. [3, +∞) C. [1, +∞) D. (−∞, 1]
【答案】A
【解析】先求定义域:由 − 2x − 3 ≥ 0 得 (x − 3)(x + 1) ≥ 0,解得 x ≤ −1 或 x ≥ 3,
所以定义域为 (−∞, −1] ∪ [3, +∞),单调区间必须是它的子集。
令 u = − 2x − 3 = − 4,它在 (−∞, 1] 上递减,在 [1, +∞) 上递增;
外层 y = 在 u ≥ 0 时递增,按“同增异减”,f 的递减区间取 u 的递减区间与定义域的交集。
即 (−∞, 1] ∩ ((−∞, −1] ∪ [3, +∞)) = (−∞, −1]。
【考查知识点】复合函数的单调区间、定义域优先原则、“同增异减”法则
【易错点】C、D 两项都错在忽略定义域:x 在 (−1, 3) 内时被开方数为负,函数根本没有意义,不能谈单调性
7. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,且在 R 上单调递减。若 f(2a − 1) + f(a − 2) < 0,则实数 a 的取值范围是
A. (1, +∞) B. (−∞, 1) C. (3, +∞) D. (−∞, 3)
【答案】A
【解析】先把不等式移项,得 f(2a − 1) < −f(a − 2)。
因为 f 是奇函数,所以 −f(a − 2) = f(−(a − 2)) = f(2 − a),于是 f(2a − 1) < f(2 − a)。
又 f 在 R 上单调递减,函数值较小的那个对应的自变量反而较大,
所以 2a − 1 > 2 − a,即 3a > 3,解得 a > 1。
所以 a 的取值范围是 (1, +∞)。
【考查知识点】奇函数与单调性的综合、抽象函数不等式的解法
【易错点】用奇函数把 −f(a − 2) 化为 f(2 − a) 后,忘记单调递减时不等号要反向,写成 2a − 1 < 2 − a 而误选 B
8. 某短视频平台活跃度函数 f(x) 是偶函数,在 [0, +∞) 上单调递增,且 f(3) = 0。若 f(x − 1) < 0,则 x 的取值范围是
A. (−2, 4) B. (−4, 2)
C. (−∞, −2) ∪ (4, +∞) D. (2, 4)
【答案】A
【解析】由 f 是偶函数得 f(x − 1) = f(|x − 1|),令 t = |x − 1| ≥ 0,问题化为在 [0, +∞) 上解 f(t) < 0。
在 [0, +∞) 上 f 单调递增且 f(3) = 0,所以对 t ≥ 0,f(t) < 0 = f(3) 等价于 t < 3。
于是 |x − 1| < 3,即 −3 < x − 1 < 3。
解得 −2 < x < 4,所以 x 的取值范围是 (−2, 4)。
【考查知识点】偶函数与单调性的综合、绝对值不等式的解法
【易错点】把 f(t) < f(3) 转化为 t > 3 而误选 C;偶函数的性质在于把自变量取绝对值后统一到 [0, +∞) 上讨论
二、多项选择题(每小题6分,共18分。全部选对得6分,部分选对得部分分,有错选得0分)
9. 已知函数 f(x) = − 2|x|,则下列结论正确的是
A. f(x) 是偶函数 B. f(x) 在 [1, +∞) 上单调递增
C. f(x) 的最小值为 −1 D. f(x) 在 (−∞, −1] 上单调递增
【答案】ABC
【解析】处理含绝对值的函数,先令 t = |x| ≥ 0,则 f(x) = − 2t = − 1,问题转化为关于 t 的二次函数。
A 项:定义域 R 关于原点对称,且 f(−x) = − 2|−x| = − 2|x| = f(x),是偶函数,正确;
B 项:当 x ∈ [1, +∞) 时 t = x ≥ 1,f(x) = − 1,随 x 增大而增大,单调递增,正确;
C 项:由 − 1 ≥ −1,当 t = 1 即 x = ±1 时取等号,最小值为 −1,正确;
D 项:当 x ∈ (−∞, −1] 时 |x| = −x,f(x) = + 2x = − 1,随 x 增大而减小,是单调递减,错误。
【考查知识点】含绝对值函数的奇偶性与单调性、配方法求最值
【易错点】判断 D 项时忘记 x < 0 时 |x| = −x,直接套用 x ≥ 0 时的式子而把单调性判反
10. 已知函数 f(x) 的定义域为 R,且对任意 x,y ∈ R 都有 f(x + y) = f(x) + f(y),则下列结论正确的是
A. f(0) = 0
B. f(x) 是奇函数
C. f(2x) = 2f(x) 对任意 x ∈ R 成立
D. f(x) 在 R 上单调递增
【答案】ABC
【解析】A 项:令 x = y = 0,得 f(0) = f(0) + f(0),于是 f(0) = 0,正确;
B 项:令 y = −x,得 f(0) = f(x) + f(−x) = 0,于是 f(−x) = −f(x);又定义域 R 关于原点对称,f 是奇函数,正确;
C 项:令 y = x,得 f(2x) = f(x) + f(x) = 2f(x),正确;
D 项:题设只给出运算性质,没有给出任何关于大小关系的条件,无法判断单调性。例如 f(x) = −x 满足 f(x + y) = f(x) + f(y),但它在 R 上单调递减,故 D 错误。
【考查知识点】抽象函数的赋值法、奇函数的判定
【易错点】看到“对任意 x,y 都有 f(x + y) = f(x) + f(y)”就默认函数递增;判断这类选项只需举出一个反例
11. 已知偶函数 f(x) 在 [0, +∞) 上单调递减,且 f(1) = 0,则下列结论正确的是
A. f(−2) < f(1)
B. 不等式 f(x) > 0 的解集为 (−1, 1)
C. f(3) < f(−4)
D. 不等式 f(x − 1) < 0 的解集为 (−∞, 0) ∪ (2, +∞)
【答案】ABD
【解析】由偶函数性质,f(x) = f(|x|),只需在 [0, +∞) 上讨论;又 f 在 [0, +∞) 上单调递减且 f(1) = 0。
A 项:f(−2) = f(2),由 2 > 1 且递减得 f(2) < f(1),正确;
B 项:f(x) > 0 即 f(|x|) > f(1),由递减得 |x| < 1,解得 −1 < x < 1,正确;
C 项:f(−4) = f(4),由 3 < 4 且递减得 f(3) > f(4) = f(−4),故 f(3) < f(−4) 错误;
D 项:f(x − 1) < 0 即 f(|x − 1|) < f(1),由递减得 |x − 1| > 1,解得 x < 0 或 x > 2,正确。
【考查知识点】偶函数与单调性的综合、函数值大小比较与解不等式
【易错点】C 项最容易判错:单调递减时自变量越小函数值越大,3 < 4 应得到 f(3) > f(4),不等号方向不能照抄
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. 已知 f(x) = + bx + 3 是偶函数,且 f(1) = 5,则 a = ___________。
【答案】2
【解析】由 f 是偶函数得 f(−x) = f(x) 对一切 x 成立,
即 − bx + 3 = + bx + 3,于是 2bx = 0 恒成立,故 b = 0。
于是 f(x) = + 3,由 f(1) = 5 得 a + 3 = 5,解得 a = 2。
【考查知识点】偶函数解析式中奇次项系数为零、待定系数法
【易错点】只用 f(1) = 5 去算 a,忘记先由偶函数条件确定 b = 0,导致方程有两个未知数而无从下手
13. 若函数 f(x) = − 2ax + 1 在 [1, +∞) 上单调递增,则实数 a 的取值范围是___________。
【答案】(−∞, 1]
【解析】配方得 f(x) = + 1 − ,图象开口向上,对称轴为 x = a。
开口向上的二次函数在 [a, +∞) 上单调递增,要使它在 [1, +∞) 上单调递增,
只需 [1, +∞) 是 [a, +∞) 的子集,即 a ≤ 1。
所以 a 的取值范围是 (−∞, 1]。
【考查知识点】含参二次函数的单调区间、对称轴与区间的关系
【易错点】把“区间 [1, +∞) 包含在递增区间内”误写成 a ≥ 1;端点 a = 1 时对称轴恰为 x = 1,仍满足递增,等号要取
14. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,当 x ≥ 0 时 f(x) = − 2x,则不等式 f(x) < 0 的解集为___________。
【答案】(−∞, −2) ∪ (0, 2)
【解析】先求 x < 0 时的解析式:当 x < 0 时 −x > 0,
f(x) = −f(−x) = −[ − 2(−x)] = −( + 2x) = − − 2x。
当 x ≥ 0 时,f(x) < 0 即 − 2x < 0,解得 0 < x < 2;
当 x < 0 时,f(x) < 0 即 − − 2x < 0,化为 + 2x > 0,即 x(x + 2) > 0,
结合 x < 0 得 x < −2。
取两部分的并集,解集为 (−∞, −2) ∪ (0, 2)。
【考查知识点】奇函数解析式的求法、分段解不等式并取并集
【易错点】求 x < 0 的解析式时漏掉外层负号;或把 x ≥ 0 时的解集写成 [0, 2],忘记 x = 0 时 f(0) = 0 不满足严格小于 0
四、解答题(共27分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知函数 f(x) = 。
(1)判断 f(x) 的奇偶性,并说明理由;
(2)用单调性的定义证明 f(x) 在 [1, +∞) 上单调递减;
(3)求 f(x) 在 [1, 3] 上的最大值与最小值。
【答案】解:(1)因为 + 1 ≥ 1 > 0 对一切实数 x 成立,所以 f(x) 的定义域为 R,它关于原点对称。
又 f(−x) = = = − = −f(x),
所以 f(x) 是奇函数。
(2)任取 1 ≤ < ,作差得
f() − f() = −
= 。
把分子展开整理:
( + 1) − ( + 1) = − + −
= ( − ) − ( − ) = ( − )( − 1)。
于是 f() − f() = 。
因为 1 ≤ < ,所以 − > 0, > 1,即 − 1 > 0,
又分母 ( + 1)( + 1) > 0,
所以 f() − f() > 0,即 f() > f(),
故 f(x) 在 [1, +∞) 上单调递减。
(3)因为 [1, 3] ⊆ [1, +∞),由(2)知 f(x) 在 [1, 3] 上单调递减,
所以最大值为 f(1) = = ,最小值为 f(3) = = 。
【解析】思路点睛:第(1)问判断奇偶性,务必先说明定义域关于原点对称,这是最容易被扣分的一步,不能只算 f(−x) = −f(x)。
第(2)问严格按“取值、作差、变形、定号、下结论”五步书写;变形的核心是通分后把分子分解成因式之积,再逐个判断符号。
定号时用到 1 ≤ < ,于是 > 1,这一步是本题的关键,写漏了就得不出结论。
第(3)问直接利用第(2)问的结论:闭区间上单调递减的函数在左端点取最大值、右端点取最小值,不必另起炉灶。
另外,本题若只代几个特殊值比较大小是不严谨的,用定义法才是通法。
【考查知识点】函数奇偶性的判定、用定义法证明单调性、闭区间上最值的求法
【易错点】(1)中漏写定义域关于原点对称;(2)中作差后不把分子分解成因式之积,无法判断符号;(3)中把最大值与最小值的位置写反
16. 已知函数 f(x) 的定义域为 R,对任意 x,y ∈ R 都有 f(x + y) = f(x) + f(y),
且当 x > 0 时 f(x) < 0,又 f(1) = −2。
(1)求 f(0) 与 f(2) 的值,并判断 f(x) 的奇偶性;
(2)证明 f(x) 在 R 上单调递减;
(3)解关于 x 的不等式 f( − 3x) + f(2x − 6) < 0。
【答案】解:(1)在 f(x + y) = f(x) + f(y) 中令 x = y = 0,得 f(0) = f(0) + f(0),所以 f(0) = 0。
令 x = y = 1,得 f(2) = f(1) + f(1) = −2 + (−2) = −4。
再令 y = −x,得 f(0) = f(x) + f(−x),于是 f(x) + f(−x) = 0,即 f(−x) = −f(x)。
又定义域 R 关于原点对称,所以 f(x) 是奇函数。
(2)任取 < ,则 − > 0。
由已知条件,当自变量大于 0 时函数值小于 0,故 f( − ) < 0。
又由 f(x + y) = f(x) + f(y) 得
f() = f( + ( − )) = f() + f( − ) < f(),
即 f() > f(),所以 f(x) 在 R 上单调递减。
(3)由 f(x + y) = f(x) + f(y),得
f( − 3x) + f(2x − 6) = f(( − 3x) + (2x − 6)) = f( − x − 6)。
于是原不等式化为 f( − x − 6) < 0。
由(1)知 f(0) = 0,所以上式即 f( − x − 6) < f(0)。
由(2)知 f(x) 在 R 上单调递减,函数值小的对应自变量大,于是 − x − 6 > 0,
即 (x − 3)(x + 2) > 0,解得 x < −2 或 x > 3。
所以原不等式的解集为 (−∞, −2) ∪ (3, +∞)。
【解析】思路点睛:抽象函数没有解析式,所有性质都要从恒等式 f(x + y) = f(x) + f(y) 出发,用赋值法一个一个推导出来。
第(1)问求 f(0) 要令 x = y = 0,求 f(2) 要令 x = y = 1,判断奇偶性要令 y = −x,并且先说明定义域关于原点对称。
第(2)问证明单调性只能回到定义:把 f() 拆成 f() + f( − ),再用“自变量大于 0 时函数值小于 0”这一条件定号。
第(3)问先用加法性质把两个函数值合并成一个:f( − 3x) + f(2x − 6) = f( − x − 6),再把 f(0) = 0 代入,把函数值的不等式转化为自变量的不等式。
最容易失分的是转化方向:f 单调递减时,f(A) < f(B) 对应的是 A > B,不等号要反向,写成 A < B 就会得到 (−2, 3) 这个错误答案。
【考查知识点】抽象函数的赋值法、用定义证明单调性、抽象函数不等式的解法
【易错点】(2)中不使用题给恒等式拆分 f();或(3)中把 f(A) < f(B) 错写成 A < B;忘记先求出 f(0) = 0 就无法把 0 写成函数值
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第3节 函数的单调性与奇偶性
姓名:___________ 班级:___________ 考号:___________ 得分:___________
【本节考查知识点】
① 函数单调性的定义与判定:按“取值、作差、变形、定号、下结论”五步书写,作差后要分解成因式之积再定号
② 复合函数的单调区间:先求定义域,再用“同增异减”判断,所求区间不能超出定义域
③ 函数奇偶性的判定:先看定义域是否关于原点对称,再比较 f(−x) 与 f(x) 的关系
④ 利用单调性与奇偶性比较函数值的大小、解抽象函数不等式:先把函数值的不等式转化为自变量的不等式
⑤ 抽象函数的性质推导:用赋值法求出特殊值并判断奇偶性,再用定义法证明单调性
一、单项选择题(每小题5分,共40分)
1. 下列函数中,是偶函数的是
A. f(x) = B. f(x) = + 1
C. f(x) = x + 1 D. f(x) =
2. 函数 f(x) = − + 2x 的单调递增区间是
A. (−∞, 1] B. [1, +∞) C. (−∞, 2] D. [2, +∞)
3. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,当 x > 0 时 f(x) = − 2x,则 f(−1) =
A. −1 B. 1 C. 3 D. −3
4. 某碳排放监测模型中,指标函数为 f(x) = ,则该函数的定义域是
A. [−2, 2] B. (−2, 2)
C. (−∞, −2] ∪ [2, +∞) D. [0, 2]
5. 已知函数 f(x) 在 R 上单调递减,且 f(a) < f(b),则
A. a > b B. a < b
C. a = b D. 无法确定 a 与 b 的大小
6. 函数 f(x) = 的单调递减区间是
A. (−∞, −1] B. [3, +∞) C. [1, +∞) D. (−∞, 1]
7. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,且在 R 上单调递减。若 f(2a − 1) + f(a − 2) < 0,则实数 a 的取值范围是
A. (1, +∞) B. (−∞, 1) C. (3, +∞) D. (−∞, 3)
8. 某短视频平台活跃度函数 f(x) 是偶函数,在 [0, +∞) 上单调递增,且 f(3) = 0。若 f(x − 1) < 0,则 x 的取值范围是
A. (−2, 4) B. (−4, 2)
C. (−∞, −2) ∪ (4, +∞) D. (2, 4)
二、多项选择题(每小题6分,共18分。全部选对得6分,部分选对得部分分,有错选得0分)
9. 已知函数 f(x) = − 2|x|,则下列结论正确的是
A. f(x) 是偶函数 B. f(x) 在 [1, +∞) 上单调递增
C. f(x) 的最小值为 −1 D. f(x) 在 (−∞, −1] 上单调递增
10. 已知函数 f(x) 的定义域为 R,且对任意 x,y ∈ R 都有 f(x + y) = f(x) + f(y),则下列结论正确的是
A. f(0) = 0
B. f(x) 是奇函数
C. f(2x) = 2f(x) 对任意 x ∈ R 成立
D. f(x) 在 R 上单调递增
11. 已知偶函数 f(x) 在 [0, +∞) 上单调递减,且 f(1) = 0,则下列结论正确的是
A. f(−2) < f(1)
B. 不等式 f(x) > 0 的解集为 (−1, 1)
C. f(3) < f(−4)
D. 不等式 f(x − 1) < 0 的解集为 (−∞, 0) ∪ (2, +∞)
三、填空题(每小题5分,共15分)
12. 已知 f(x) = + bx + 3 是偶函数,且 f(1) = 5,则 a = ___________。
13. 若函数 f(x) = − 2ax + 1 在 [1, +∞) 上单调递增,则实数 a 的取值范围是___________。
14. 已知 f(x) 是定义在 R 上的奇函数,当 x ≥ 0 时 f(x) = − 2x,则不等式 f(x) < 0 的解集为___________。
四、解答题(共27分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知函数 f(x) = 。
(1)判断 f(x) 的奇偶性,并说明理由;
(2)用单调性的定义证明 f(x) 在 [1, +∞) 上单调递减;
(3)求 f(x) 在 [1, 3] 上的最大值与最小值。
16. 已知函数 f(x) 的定义域为 R,对任意 x,y ∈ R 都有 f(x + y) = f(x) + f(y),
且当 x > 0 时 f(x) < 0,又 f(1) = −2。
(1)求 f(0) 与 f(2) 的值,并判断 f(x) 的奇偶性;
(2)证明 f(x) 在 R 上单调递减;
(3)解关于 x 的不等式 f( − 3x) + f(2x − 6) < 0。
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