文档内容
微专题:构造函数解抽象不等式
【考点梳理】
解函数不等式关键是研究函数单调性,通过单调性将原问题转化为关于自变量的不等关系,要注意将常数 y
0
写成f(x)的形式.
0
常见类型如下:
(1)对于不等式f′(x)>k(k≠0),构造函数g(x)=f(x)-kx+b.
(2)对于不等式xf′(x)+f(x)>0,构造函数g(x)=xf(x);对于不等式xf′(x)-f(x)>0,构造函数g(x)=(x≠0).
(3)对于不等式xf′(x)+nf(x)>0,构造函数g(x)=xnf(x);对于不等式xf′(x)-nf(x)>0,构造函数g(x)=(x≠0).
(4)对于不等式f′(x)+f(x)>0,构造函数g(x)=exf(x);对于不等式f′(x)-f(x)>0,构造函数g(x)=.
(5)对于不等式 f′(x)sinx+f(x)cosx>0(或 f(x)+f′(x)tanx>0),构造函数 g(x)=f(x)sinx;对于不等式 f′(x)cosx-
f(x)sinx>0(或f′(x)-f(x)tanx>0),构造函数g(x)=f(x)cosx.
【题型归纳】
题型一:构造函数解抽象不等式
1.定义在 上的函数 的导数为 ,若对任意实数 都有 ,且函数 为奇函数,
则不等式 的解集是( )
A. B. C. D.
2.定义在 上的函数 满足 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
3.设函数 是奇函数 (x∈R)的导函数,f(﹣1)=0,当x>0时, ,则使得f(x)>
0成立的x的取值范围是( )
A.(﹣∞,﹣1)∪(﹣1,0) B.(0,1)∪(1,+∞)
C.(﹣∞,﹣1)∪(0,1) D.(﹣1,0)∪(1,+∞)
【双基达标】
4.已知函数 的图像关于直线 对称,且当 时, 成立,若 ,
第 1 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司, ,则( )
A. B. C. D.
5.已知定义域为 的函数 满足 ,且当 时 ,则不等式
的解集为( )
A. B. C. D.
6.已知函数 满足: , ,且 .若角 满足不等式 ,
则 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.若函数 在R上可导,且满足 ,则( )
A. B.
C. D.
8.定义域为R的可导函数 的导函数为 ,满足 且 ,则不等式 的解集
为( )
A. B. C. D.
9.已知定义在R上的可导函数 满足 ,设 , ,则a,b的大小关
系是( )
A. B. C. D.不确定
10.已知 是定义在R上的可导函数,且满足 , , ,若
,则不等式 的解集为( )
第 2 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A. B.
C. D.
11.已知 是定义域为 的偶函数,且 ,当 时, ,则使得
成立的x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
12.已知 是定义在 上的函数, 是其导函数,若 ,且 ,则不等式
的解集为( )
A. B. C. D.
13.设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时, ,且f(3)=0,则不
等式f(x)g(x)<0的解集是( )
A.(-3,0)∪(3,+∞) B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(0,3)
14.已知定义在R上的函数 的导函数为 ,且 , 为偶函数,则 , ,
的大小关系为( )
A. B. C. D.
15.已知定义在R上的函数 的导函数为 ,且 , 为偶函数,则 , ,
的大小关系为( )
A. B. C. D.
16.已知定义在 上的函数 ,其导函数为 .若 ,且当 时, ,
第 3 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
17.已知函数 为奇函数,且当 时, ,则不等式 的解集为
( )
A. B. C. D.
18.已知函数 在 上可导,其导函数为 ,且对于任意 , 恒成立,则下列结论正确
的是( )( 是自然对数的底数)
① ;② ;③ ;④ .
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
19.已知定义在 上的连续函数 ,其导函数 ,当 时,恒有 成立.设 ,
, ,则 , , 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
20.已知函数 ,若 对任意 恒成立,则实数 的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【高分突破】
21.已知定义在R上的偶函数 满足:当 时,恒有 .若 , ,
,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
22.定义在R上的函数 满足: , ,则关于不等式 的解集为( )
第 4 页
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23.定义在R上的可导函数 满足 ,若 ,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
24.已知奇函数 的导函数为 ,且 在 上恒有 成立,则下列不等式成立的
( )
A. B.
C. D.
25.已知定义在R上的函数 的导函数为 ,若 ,则( ).
A. B.
C. D.
26.已知函数 是定义在实数集R上的奇函数,且当 时, ,设 ,
, ,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
27.已知 是定义在 上的奇函数,当 时, 且 ,则不等式
的解集是( )
A. B.
C. D.
28.已知定义在 上的函数 的导函数为 ,且 ,则( )
第 5 页
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C. D.
29.若定义在R上的函数 的导函数为 ,且满足 ,则不等式 的
解集为( )
A. B.
C. D.
30.已知偶函数 的定义域为R,导函数为 ,若对任意 ,都有 恒成立,则下
列结论正确的是( )
A. B. C. D.
31.定义在 上的函数 的导函数为 ,且 对任意 恒成立.若
,则不等式 的解集为( )
A. B.
C. D.
32.已知 的定义域是 , 为 的导函数,且满足 ,则不等式
的解集是( )
A. B.
C. D.
33.已知定义在 上的函数 满足 为偶函数,且当 ,有 ,若 ,则不
等式 的解集是( )
A. B. C. D.
第 6 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司34.设 为函数 的导函数,已知 ,则( )
A. 在 单调递增
B. 在 单调递减
C. 在 上有极大值
D. 在 上有极小值
35. 是定义在 上的函数, 是 的导函数,已知 ,且 ,则不等式
的解集为( )
A. B.
C. D.
36.设函数 是奇函数 的导函数, ,当 时, ,则使得 成
立的 的取值范围是( )
A. B.
C. D.
37.已知函数 的定义域为 ,图象关于y轴对称,且当 时, 恒成立,设 ,
则 , , 的大小关系为( )
A.
B.
第 7 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司C.
D.
38.定义在 上的函数 满足 ,且 ,则满足不等式 的 的取值有
( )
A. B.0 C.1 D.2
39.已知 是定义域为 的函数 的导函数.若对任意实数 都有 ,且 ,则不等式
的解集为( )
A. B.
C. D.
40.双曲余弦函数 是高等数学中重要的函数之一.定义在R上的函数 的图象关于点 对称,
且当 时, ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
41.已知 是函数 的导函数, ,若对任意 , ,则不等式 的解集为
( )
A. B.
C. D.
42.已知定义在 上的函数 满足 ,则不等式 的解集为( )
A. B. C. D.
43.已知 上的函数 满足 ,且 ,则不等式 的解集为( )
第 8 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司A. B. C. D.
第 9 页
学学科科网网((北北京京))股股份份有有限限公公司司参考答案
1.B
【解析】
【分析】
先把原不等式转化为 ,令 ,利用导数判断出 在 上单调递减,且
即可求解.
【详解】
因为函数 为 上的奇函数,则 ,所以 .
原不等式 可化为 ,即 .
令 ,则 ,
故 在 上单调递减,且 由 所以 .
故选:B.
2.D
【解析】
【分析】
构造新函数 ,利用导数说明其单调性,将 变形为 ,利用函数的单调
性即可求解.
【详解】
令 ,
则 ,由于 ,
故 ,故 在 单调递增,
而 ,
由 ,得 ,
∴ ,即 ,
∴不等式 的解集为 ,
故选:D.
3.D
【解析】
【分析】
构造函数 ,求导结合题意可得 的单调性与奇偶性,结合 求解即可
【详解】
第 10 页由题意设 ,则
∵当x>0时,有 ,
∴当x>0时, ,
∴函数 在(0,+∞)上为增函数,
∵函数f(x)是奇函数,
∴g(﹣x)=g(x),
∴函数g(x)为定义域上的偶函数,
g(x)在(﹣∞,0)上递减,
由f(﹣1)=0得,g(﹣1)=0,
∵不等式f(x)>0 x•g(x)>0,
⇔
∴ 或 ,
即有x>1或﹣1<x<0,
∴使得f(x)>0成立的x的取值范围是:(﹣1,0)∪(1,+∞),
故选:D.
4.B
【解析】
【分析】
先得到 为偶函数,再构造函数 ,利用题目条件判断单调性,进而得出大小关系.
【详解】
函数 的图像关于直线 对称,可知函数 的图像关于直线 对称,即 为偶函数,
构造 ,
当 , ,故 在 上单调递减,
且易知 为奇函数,故 在 上单调递减,由 ,
所以 .
故选:B.
5.A
【解析】
【分析】
由条件得出 关于 成中心对称,进一步得出函数的单调性,然后再根据题意可得 ,或
第 11 页,从而可得出答案.
【详解】
由 得 关于 成中心对称.
令 ,可得
当 时 ,则 在 上单调递增.
由 关于 成中心对称且 ,故 在 上单调递增
由 ,则 ,或
解得 ,或 ,故
故选:A
6.A
【解析】
【分析】
构造函数 , ,并判断函数 为 上的奇函数,再根据 ,可得
在 上单调递减,最后进行求解得 的取值范围.
【详解】
解:构造函数 , ,
由 化为: ,
,函数 为 上的奇函数,
则 , 在 上单调递减.
若角 满足不等式 ,则 ,
即 , ,解得: .
故选:A.
7.A
【解析】
【分析】
构造函数 ,根据函数 在 上可导,且满足 ,利用导数研究其单调性即可得
出.
【详解】
构造函数 ,
函数 在 上可导,且满足 ,
第 12 页,
时,函数 单调递增,
(3) (2),
即 ,即 ,
故选:A
8.C
【解析】
【分析】
构造函数 ,不等式可转化为 ,根据 判断F(x)的单调性即可求解不等式.
【详解】
令 ,则 ,
∴ 在R上单调递减,又∵ ,
∴ ,即 ,
∴ .
故选:C.
9.B
【解析】
【分析】
构造函数 ,求导,结合已知可得单调性,然后利用单调性可得.
【详解】
记 ,因为 ,所以 ,
则 在R上单调递减,
因为 ,所以
所以 ,即 ,
整理得 ,即 .
故选:B
10.C
【解析】
【分析】
第 13 页由已知条件求得 ,不等式变形为 ,构造函数 ,由导数确定其单调性,然后解函数不等
式可得.
【详解】
不等式 可化为 ,令 ,由 ,
得 ,所以 是减函数,
因为 ,所以 的图象关于点 对称,即 ,
又 ,
分别令 , , , , ,得 , , , ,
,
结合对称性有,
, ,
所以 ,从而 ,
因此不等式 为 ,所以 .
故选:C.
11.D
【解析】
【分析】
根据 ,可设 ,根据 的奇偶性及零点,可求出 的奇偶性及零点,即可进一步通
过 的符号求得 的单调性,最后对 分类讨论,结合 的单调性与零点,即可求得所需范围
【详解】
由已知可设 , 是定义域为 的偶函数,可知 为奇函数,
,即 .
又 ,故当 时, ,故 在 单调递增,结合
为奇函数,故 在 也单调递增.
综上,要使 ,当 时, ,根据 的单调性与零点易得 ;
同理,当 时, ,根据 的单调性与零点易得 .
故使得 成立的x的取值范围是 ,
故选:D
12.B
【解析】
【分析】
第 14 页根据给定条件,构造函数 ,再利用导数探讨函数 的单调性,借助单调性解不等式作答.
【详解】
设函数 ,则 ,即函数 在 上单调递增,
而 ,即 ,又 ,因此
,则有 ,解得 ,
所以原不等式的解集为 .
故选:B
【点睛】
思路点睛:求某些函数不等式解集,将不等式等价转化,构造新函数,借助函数的单调性分析求解.
13.D
【解析】
【分析】
构造函数 ,根据题意分析 的单调性与奇偶性,进而得到 的解集即可.
【详解】
构造函数 ,
因为 ,故 为奇函数.
又 .
故当 时, , 单调递增.
又 ,所以 在 上为增函数,且 ,
当 时, ,此时f(x)g(x)<0,
因为函数 为奇函数,
当 时, ,此时f(x)g(x)<0,
综上,不等式 的解集是(-∞,-3)∪(0,3).
故选:D
14.C
【解析】
【分析】
第 15 页由已知条件构造函数 ,求导后可得 在 上单调递减,再判断 的奇偶性,然后利用其单
调性和奇偶性比较大小即可
【详解】
令 ,当 时, .
因为 ,所以 ,
所以 在 上单调递减.
因为 为偶函数,
所以 ,
所以 为偶函数,
所以 , , ,
所以 .
故选:C
15.B
【解析】
【分析】
构造函数 ,先判断 时的单调性,再结合 为偶函数,得到 的图象关于直线 对称
比较即可.
【详解】
解:令 ,
当 时, ,
∵ ,
∴ ,
∴ 在 上单调递减.
又 为偶函数,
∴ 的图象关于直线 对称.
∴ , , ,
所以 .
故选:B
第 16 页16.A
【解析】
【分析】
设 ,先判断函数 的奇偶性和单调性,再利用函数的单调性解不等式得解.
【详解】
解:设 ,则 ,
由已知 ,
所以 ,即 为奇函数,
而 ,则 在 上单调递增,
因为 ,
即
即 ,所以 .
故选:A
17.D
【解析】
【分析】
先判断函数在 上为增函数,由于函数为奇函数,得 在 上单调递增,再由奇函数的性质对
变形得 ,从而得 ,进而可求得解集
【详解】
,
当 时, ,所以 ,
当 时, ,所以 ,
所以 ,所以 在 上单调递增,
因为函数 为奇函数,所以 在 上单调递增,
由 ,得 ,
因为函数 为奇函数,所以 ,
因为 在 上单调递增,所以 ,得
故选:D.
18.B
【解析】
【分析】
第 17 页构造函数 ,利用导数判断出 在 上单调递减.对照四个选项,利用单调性比较大小,分别判断,
即可得到答案.
【详解】
构造函数 ,则 , 在 上单调递减.
,即 , ,①正确;
,即 , ,②错误;
,即 , ,③错误;
, ,即 .
,④正确.
故选:B
19.C
【解析】
【分析】
令 ,求出函数的导函数,结合已知可得 的单调性,即可判断;
【详解】
解:令 ,则 ,
当 时,恒有 成立,
当 时, ,即 在 上单调递减.
则 , , ,
,即 ,
故选:C.
20.A
【解析】
【分析】
构造 ,求导分析函数的单调性与最值可得 ,故函数 在R上为增函数,
再根据 在R上恒成立求解即可
【详解】
设 ,则 .
第 18 页当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增.
∴ ,故 .
又∵ 对任意 恒成立,∴函数 在R上为增函数,
∴ 在R上恒成立,∴ 在R上恒成立,即 ,
∴ ,∴实数 的取值范围为 .
故选:A.
21.A
【解析】
【分析】
构造函数 ,由已知条件可得单调性和奇偶性,利用函数的性质可判断a,b,c的大小关系.
【详解】
当 时,有 ,可得 ,
构造函数 , ,
即函数 在 上单调递减,
函数 为偶函数,由 可知函数 为偶函数,
, , ,
由单调性可得 ,
故选:A
22.D
【解析】
【分析】
构造函数 ,由 得 的单调性,再将不等式 转化为
,由构造函数 的单调性与 即可求解.
【详解】
设 ,则 ,
, , 又 ,
所以 , 在定义域上单调递增,
对于不等式 转化为 ,
又 , ,
, 而 在定义域上单调递增,
第 19 页故选:D
23.B
【解析】
【分析】
构造函数 ,求导由题设得到 单调性,将 转化为 ,
结合单调性即可求解.
【详解】
令 ,则 ,则 在R上单减,又 等价于
,
即 ,由单调性得 ,解得 .
故选:B.
24.B
【解析】
【分析】
构造函数 ,由 得 ,即 ,即可
得到 单调性,再结合 的奇偶性,即可对选项进行判断
【详解】
构造函数 ,由 在 上恒有 成立,即
在 上为增函数,又由
为偶函数,
,故A错误.
偶函数 在 上为增函数, 在 上为减函数,
,故B正确;
第 20 页, ,故C错误;
, ,故D错误.
故选:B
25.D
【解析】
【分析】
根据题意构造函数 ,求导,可得 在R上单调递增, , , ,则
可判断A、B、C;当 时 , ,则 可判断D.
【详解】
令函数 ,则 ,
所以 在R上单调递增.
又 ,所以当 时, , ,
则 ,故 ,A不正确.
的符号不确定,B,C不正确.
当 时 , ,则 ,故 ,D正确.
故选:D.
26.C
【解析】
【分析】
构造函数 ,由已知可判断出函数的奇偶性与单调性,进而判断 , , 的大小.
【详解】
解:令 ,则 ,
当 时, ,
函数 在 上为增函数,且函数图象过原点,
又 函数 是定义在实数集 上的奇函数,即 ,
所以 ,
是定义在实数集 上的偶函数,
又 , ,
所以 ,所以 ,
第 21 页;
故选:C.
27.D
【解析】
【分析】
构造函数 ,由已知条件可得函数 的单调性和奇偶性,利用函数的单调和奇偶性解不等式即可.
【详解】
令 , 是定义在 上的奇函数,所以 ,所以 是
上的偶函数,
当 时, ,所以 在 上单调递增,所以 在 上单调递减.因为
,所以 ,则 .
对于不等式 ,当 时, ,即 ,解得 ;
当 时, ,即 ,解得 ,
所以不等式 的解集是 .
故选:D.
28.C
【解析】
【分析】
易判断 ,构造函数 可得 在 上单调递增,∴ ,即
.
【详解】
∵ ,∴ 在 上单调递减
∴ ,
构造函数 ,则
∴ 在 上单调递增,∴
即 .
故选:C.
29.A
【解析】
【分析】
由题设 ,由已知得函数 在R上单调递增,且 ,根据函数的单调性建立不等
式可得选项.
【详解】
第 22 页由题可设 ,因为 ,
则 ,
所以函数 在R上单调递增,
又 ,不等式 可转化为 ,
∴ ,
所以 ,解得 ,
所以不等式 的解集为 .
故选:A.
30.C
【解析】
【分析】
令 ,结合条件可判断出 在 上单调递增,且函数 为偶函数,进而可得.
【详解】
令 ,则 ,则A错误;
令 ,则 ,
当 时,由 ,
,则 在 上单调递增,
又因为偶函数 的定义域为R,
∴ 为偶函数, 在 上单调递增,
, ,故B错误;
, ,故C正确;
由题意,不妨假设 (c为常数)符合题意,此时 ,故D错误.
故选:C.
31.B
【解析】
【分析】
由题目中的条件 变形为 ,进一步转化为 ,
构造函数 ,利用导数和函数之间的关系处理单调性即可求解.
第 23 页【详解】
由 ,即 ,
即 ,即 对 恒成立,
令 ,则 在 上单调递增,
∵ ,∴ ,
由 即 ,即 ,
因为 在 上单调递增,∴
故选:B.
32.B
【解析】
【分析】
构造函数 ,利用导数判断函数单调性,根据单调性建立不等式求解即可.
【详解】
令 ,则 ,所以函数 在区间 上单调递增,所以
,解之得 或 ,即原不等式
的解集为 ,
故选:B.
33.A
【解析】
【分析】
根据题意得函数 关于直线 对称, ,进而构造函数
,易得其关于点 对称,在 上单调递增,再分 时和 时两种情况讨论求解即可.
【详解】
解:因为定义在 上的函数 满足 为偶函数,
所以函数 关于直线 对称,即 .
因为当 ,有 ,即 ,
故令 ,则 在 上单调递增,
因为 ,
所以 关于点 对称,
第 24 页所以 在 上单调递增,
因为 ,所以
所以,当 时, ,所以 .
当 时, ,所以 且 ,即无解.
所以,不等式 的解集是
故选:A
34.D
【解析】
【分析】
令 ,由 即可得到函数单调性,判断A、B选项;由单调性结合 求得 ,即
可判断C、D选项.
【详解】
由题意知: , ,令 ,则 ,显然当 时,
, 单减,
当 时, , 单增,故A,B错误; 在 上有极小值 ,令 ,
则 ,
又 ,则 ,故 在 上有极小值 ,C错误;D正确.
故选:D.
35.C
【解析】
【分析】
根据不等式 构造函数 ,然后利用函数 单调性解不等式即可.
【详解】
由 ,得
构造函数 , ,
所以函数 在 上单调递增,
因为 ,所以
不等式 等价于
第 25 页即 ,所以
故选:C.
36.B
【解析】
【分析】
设 ,求其导数结合条件得出 单调性,再结合 的奇偶性,得出 的函数值的符号情况,
从而得出答案.
【详解】
设 ,则 ,
∵ 当 时, ,
当 时, ,即 在 上单调递减.
由于 是奇函数,所以 , 是偶函数,所以 在 上单调递增.
又 ,所以当 或 时, ;
当 或 时, .
所以当 或 时, .
故选:B.
37.B
【解析】
【分析】
令 ,判断函数的奇偶性和单调性,再比较得到 ,再利用函数的单调性得解.
【详解】
解:∵当 时, 恒成立,∴ ,∴ ,
令 ,∴ ,∴ ,∴ 在 上单调递减,
∵ ,∴ ,∴ 为奇函数,在 上单调递减.
∵比较 , , 的大小,
∴ , ,
∵ ,∴ ,
∴ ,
第 26 页.
∴ ,∴ ,
∴ ,
即 .
故选:B.
38.D
【解析】
【分析】
有题干条件构造函数 ,得到其单调性,从而进行求解.
【详解】
构造函数 ,则 ,
因为 ,所以 ,所以 单调递减,
又 ,所以 ,
不等式 变形为 ,即 ,
由函数单调性可得:
故选:D
39.B
【解析】
【分析】
依题意原等价于不等式 ,构造函数 ,利用导数说明函数的单调性,即可得到 ,
从而得解;
【详解】
解:不等式 ,等价于不等式 ,
构造函数 ,则 ,
若对任意实数 都有 ,
则 , 在 上单调递增,
又 ,
第 27 页故 即 ,
故不等式的解集是 ,
故选:B.
40.A
【解析】
【分析】
先推出 的图象关于点 对称,则 ,再将不等式化为 ,然后根据导数判
断函数 的单调性,利用单调性可解得结果.
【详解】
因为函数 的图象关于点 对称,所以 的图象关于点 对称,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以不等式 等价于 ,
因为
当 时, , ,所以 在 上单调递增,
当 时, , ,
所以 在 上单调递增,
又因为 的图象连续不断,所以 在 上单调递增,
所以 等价于 ,得 ,
所以不等式 的解集为 .
故选:A
41.A
【解析】
【分析】
令 ,利用导数说明函数的单调性,即可得到不等式的解集;
【详解】
解:令 ,则 ,
,
,
,即 在 上单调递减,
又 , ,
当 时 ,即 ,即 ,
第 28 页的解集为 .
故选:A.
42.D
【解析】
【分析】
根据已知构造函数 ,得出 ,进而得出 的单调性,再结合不等式将不等式转化
为 ,再利用单调性即可求解.
【详解】
设 ,则 .
因为定义在 上的函数 满足 ,所以 ,
所以函数 在 上单调递增.
又不等式 可化为 ,
即 ,所以 ,解得 .
所以不等式 的解集为 .
故选:D.
43.C
【解析】
【分析】
令 ,从而求导可判断导数 恒成立,从而可判断函数的单调性,从而可得当 时,
,从而得到不等式 的解集.
【详解】
解:令 ,
则 ,
又 的导数 在 上恒有 ,
恒成立,
是 上的减函数,
又 ,
当 时, ,即 ,
即不等式 的解集为 ;
故选:C.
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