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单元复习04 数列【过习题】(考点练)-2022-2023学年高二数学单元复习(苏教版2019选择性必修第一册)
展开单元复习04 数列
01 数列的概念及递推公式
一、单选题
1.现有下列说法:
①元素有三个以上的数集就是一个数列;
②数列1,1,1,1,…是无穷数列;
③每个数列都有通项公式;
④根据一个数列的前若干项,只能写出唯一的通项公式;
⑤数列可以看着是一个定义在正整数集上的函数.
其中正确的有( ).
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用数列的定义逐一分析各个命题,判断作答.
【解析】对于①,数列是按一定次序排成的一列数,而数集的元素无顺序性,①不正确;
对于②,由无穷数列的意义知,数列1,1,1,1,…是无穷数列,②正确;
对于③,不是每个数列都有通项,如按精确度为得到的不足近似值,
依次排成一列得到的数列没有通项公式,③不正确;
对于④,前4项为1,1,1,1的数列通项公式可以为,等,
即根据一个数列的前若干项,写出的通项公式可以不唯一,④不正确;
对于⑤,有些数列是有穷数列,不可以看着是一个定义在正整数集上的函数,⑤不正确,
所以说法正确的个数是1.
故选:B
2.已知数列满足:,,则下列正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将中两边同时除以,再利用累加法得到的通项公式,即可求解.
【解析】解:∵,等式两边同除以,∴,
可得到,,…,,利用累加法,可得到
,即,
又∵,所以.
,∴,故A正确;
,∴,故B错误;
,∴,故C错误
,∴,故D错误.
故选:A
3.已知数列满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用与的关系即得.
【解析】①,
当时,
②,
则①-②得,,
故.
当时,,也符合.
故选:D.
4.已知数列满足,则数列第2022项为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题中条件可得到偶数项得关系,再进行累加即得.
【解析】
所以
累加得
故选:C.
5.已知数列满足,且,若记为满足不等式的正整数k的个数,设,数列的最大项的值为M与最小项的值为N,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用取倒数法得到数列的通项公式,由为满足不等式()的正整数的个数可得,研究数列的单调性,即可得到最值及答案.
【解析】由于,,则.
,则,即为常数.又,数列是以1为首项,为公差的等差数列.
从而,即.
由,即,得,
又,从而,
故,
当为奇数时,,单调递减,.
当为偶数时,,单调递增,.
综上的最大项为,最小项为.
∴.
故选:D.
二、多选题
6.下列有关数列的说法正确的是( )
A.数列与数列是同一个数列
B.数列的通项公式为,则110是该数列的第10项
C.在数列中,第8个数是
D.数列3,5,9,17,33,…的通项公式为
【答案】BCD
【分析】根据数列的定义数列是根据顺序排列的一列数可知选项A错误,
使,即可得出项数,判断选项B的正误,
根据数列的规律可得到第8项可判断选项C的正误,
根据数列的规律可得到通项公式判断选项D的正误.
【解析】对于选项A,数列与中数字的排列顺序不同,
不是同一个数列,
所以选项A不正确;
对于选项B,令,
解得或(舍去),
所以选项B正确;
对于选项C,根号里面的数是公差为1的等差数列,
第8个数为,即,
所以选项C正确;
对于选项D,由数列3,5,9,17,33,…的前5项可知通项公式为,
所以选项D正确.
故选:BCD
7.已知数列满足:,,若为的前项和,则( )
A. B.
C.是递增数列 D.
【答案】ACD
【分析】利用递推式求出可判断A;利用递推式求出可判断B;利用得与同号,且可判断C;由得,然后利用累项求和可判断D.
【解析】,,
时,,
时,故A正确;
时,所以,故B错误;
由得与同号,又,所以,
所以,所以是递增数列,故C正确;
由得,所以,
,
,
,
以上各式累加得,
即,所以,当时,,所以
,故D正确.
故选:ACD.
8.已知数列满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】根据递推公式,利用累和法进行求解即可.
【解析】∵,
,当时,.当时,
∵,
两式相减得,即,
∴,,…,
,累乘得,∴.∴
故选:AD
9.若数列满足,则( )
A.当,时,
B.当,时,
C.当,时,
D.当,时,
【答案】AD
【分析】利用基本不等式和二次函数的性质即可判断选项A;
由选项A可知,根据累乘法得到,结合不等式的性质即可判断选项B;
举例,即可判断选项C;
将递推公式变形可得,结合裂项相消法即可判断选项D.
【解析】A:当时,,
所以,当且仅当即时等号成立,
又,
所以等号取不到,故A正确;
B:由A知,由累乘法得,所以,
所以,故B错误;
C:当时,,不满足题意,故C错误;
D:当时,,
所以,
有,即,
所以
,故D正确.
故选:AD
三、填空题
10.已知数列中,,且则_____________.
【答案】####
【分析】首先根据递推公式依次写数列的前几项,观察数列的周期,进而可以得到的值.
【解析】由题:,
,,,
,,,
,
观察可得数列从第2项开始是以6为周期的数列,
故.
故答案为:.
11.已知数列满足,,则_______.
【答案】50
【分析】令,则是常数列,进而求出,故可求得,代入即可求得.
【解析】根据题意,令,得
因为,所以,又,
所以是首项为的常数列,故,即,故,
所以.
故答案为:50.
四、解答题
12.已知数列满足
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列满足,是数列的前项和,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可得为以1为首项以2为公差的等差数列;
(2)由(1)可得,利用裂项相消法即可求出前n项和.
(1)
由题意知,( ),
所以,故,对也成立.
综上所述,数列的通项公式为:;
(2)
由(1)得,,
所以,
即数列的前n项和
02 等差数列
一、单选题
1.在等差数列中,已知,那么等于( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】A
【分析】设首项为,公差为,由已知有,所以可得的值.
【解析】解:为等差数列,设首项为,公差为,
由已知有,,
即.
故选:A.
2.等差数列的前n项和,若,则( )
A.10 B.20 C.30 D.15
【答案】A
【分析】由等差数列性质得,成等差数列,设公差为d,则,可求得对应公差,则可求值
【解析】由等差数列有成等差数列,设为d,
则,
故.
故选:A
3.为等差数列前项和,若,,则使的的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据可得,表示出和,解不等式即可.
【解析】由,可得,
而,所以,
,,
可转化为,
即,
即,解得,
而,所以的最大值为11.
故选:C
4.设数列为等差数列,是其前n项和,且,则下列结论不正确的是( )
A. B. C. D.与均为的最大值
【答案】C
【分析】由可判断B;由,分析可判断A;由可判断C;由,可判断D.
【解析】根据题意,设等差数列的公差为,依次分析选项:
是等差数列,若,则,故B正确;
又由得,则有,故A正确;
而C选项,,即,可得,
又由且,则,必有,显然C选项是错误的.
∵,,∴与均为的最大值,故D正确;
故选:C
5.已知分别是等差数列与的前项和,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用等差数列的性质可得:,将所求的式子化简,再利用等差数列前项和即可求解.
【解析】因为数列是等差数列,所以,
所以,
又因为分别是等差数列与的前项和,且,
所以,
故选:.
二、多选题
6.已知数列的前n项和,则下列结论正确的是( )
A.是等差数列 B.
C. D.有最大值
【答案】AB
【分析】由与的关系求出数列的通项,从而可判断AB,根据数列性质可判断C,根据前项和的函数性质可判断D.
【解析】当时,,
当时,
,符合,
故,
所以,,
所以数列是等差数列,首项为,公差,A正确;
,B正确;
因为公差,所以数列是递减数列,所以,C错误;
,
易知当或时,有最大值,D错误.
故选:AB
7.(多选)在等差数列中,首项,公差,依次取出项的序号被4除余3的项组成数列,则( )
A. B.
C. D.中的第506项是中的第2022项
【答案】AC
【分析】根据等差数列的首项和公差可判断C,根据,的关系可判断A,B,D.
【解析】因为,,所以,故C正确;
数列中项的序号被4除余3的项是第3项、第7项、第11项、…,所以,,故A正确,B错误;
对于D,设数列中的第k项是数列中的第m项,则,所以当时,,即数列中的第506项是中的第2023项,故D错误.
故选:AC
8.已知数列的前n项和为,数列的前项和为,则下列选项正确的为( )
A.数列是等差数列 B.数列是等比数列
C.数列的通项公式为 D.
【答案】BCD
【分析】由数列的递推式可得,两边加1后,运用等比数列的定义和通项公式可得,由数列的裂项相消求和可得.
【解析】解:由即为,可化为,由,可得数列是首项为2,公比为2的等比数列,则,即,
又,可得
故选:BCD
三、填空题
9.若等差数列满足,则____.
【答案】8
【分析】由是等差数列可得,从而即可求出的值.
【解析】解:是等差数列,
,
.
故答案为:8.
10.已知等差数列是递增数列,且,,则______.
【答案】143
【分析】由等差数列的基本量与前项和公式运算求得公差和首项,再由前项和公式计算.
【解析】设公差为,则由题意得,又,解得,
∴.
故答案为:143.
11.已知两个等差数列和的前项和分别为和,且,则______.
【答案】6
【分析】利用等差数列前项和的性质,将项的比转化为和的比值.
【解析】由已知得,,
令n=5,则,,
所以,
故答案为:6.
12.一个等差数列共有偶数项,偶数项之和为84,奇数项之和为51,最后一项与第一项之差为63,则该数列公差为________.
【答案】3
【分析】根据等差数列前项和公式,设出首相公差和项数,列出等式,计算出项数和公差即可.
【解析】解:由题知不妨设等差数列为,首项为,公差为,项数为,
故有
,
两式相减,
因为,
故,
故.
故答案为:3
四、解答题
13.已知等差数列的前n项和为,,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)令,求数列的前n项和.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据等差数列的通项公式和求和公式列式计算即可;
(2)利用裂项相消法求和即可.
【解析】(1)因为,
所以,
又,则等差数列的公差
又,
所以数列的通项公式.
(2)因为,
所以.
14.设是等差数列的前项和,已知,,
(1)求和;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1);;
(2).
【分析】(1)利用等差数列的通项公式、前项和公式得到关于首项和公差的方程组求出和,进而求出及;
(2)利用(1)求出,再利用裂项相消法进行求和.
(1)
设等差数列的公差为d,
则,
解得,
所以,
;
(2)
由(1)得:,,
则,
所以
.
15.设是等差数列的前项和,已知:
(1)求;
(2)若,数列的前项和为,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由题设条件结合等差数列定义和前项和即可得出;
(2)利用裂项相消法即可求得,根据的表达式可较易证明.
【解析】(1)设等差数列的公差为,
∵,即,解得,
所以.
(2)证明:由(1)知:,
,
,越大,越大,故是递增数列,∴,
而,故.
03 等比数列
一、单选题
1.在等比数列中,如果,那么( )
A.40 B.36 C.54 D.128
【答案】D
【分析】设公比为,依题意可得即可求出,最后根据计算可得.
【解析】解:设公比为,由,,
所以,所以.
故选:D
2.已知等比数列的公比,且前4项和为40,,则( )
A.9 B.18 C.81 D.36
【答案】C
【分析】由等比数列通项公式、前项和公式的基本量运算求解.
【解析】∵,∴,即,∴.
又∵,∴.
由,解得.
则.
故选:C.
3.已知数列的通项公式为,若前项和为9,则项数为( )
A.99 B.100 C.101 D.102
【答案】A
【分析】化简,利用裂项相消求出数列的前项和,即可得到答案
【解析】假设数列的前项和为,
因为,
则数列的前项和为,
当前项和为9,故,解得,
故选:A
4.与正整数有关的数学命题,如果当(,)时该命题成立,则可推得当时该命题成立.现得知时命题不成立,那么可推得( )
A.当时,该命题不成立 B.当时,该命题不成立
C.当时,该命题成立 D.当时,该命题成立
【答案】A
【分析】利用原命题与它的逆否命题的真假性相同,结合数学归纳法可得结论
【解析】解:由于原命题与它的逆否命题的真假性相同,
因为当时命题成立,则可以推出当时该命题也成立,
所以当时命题不成立,则可以得到当时命题不成立,
故选:A
5.已知数列的前项和,将数列与数列的公共项从小到大排列得到数列,为数列的前项和,则满足的正整数的最大值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【分析】先利用得到结合题意可得到,然后用错位相减法得到,根据是单调递增的,即可求解
【解析】由可得,
所以,
当时,满足故
所以是所有的正偶数,
因为数列中,除了第一项以外,其余的数都为正的偶数,
所以,
所以,
所以,
,
两式相减得:,
所以,
易得是单调递增的,且,,所以的正整数的最大值为6,
故选:B
6.已知数列是等差数列,数列是等比数列,,且,( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据等差数列,等比数列的性质化简计算即得.
【解析】因为数列是等差数列,,
所以,,
因为数列是等比数列,,
所以,,
所以.
故选:D.
7.已知数列前项和为且 为非零常数则下列结论中正确的是( )
A.数列不是等比数列 B.时
C.当时, D.
【答案】C
【分析】根据,利用数列通项和前n项和的关系求解,再逐项判断.
【解析】解:因为,
所以,当时,,
两式相减得,又,
所以数列是以p为首项,以为公比的等比数列,故A错误;
当时,,故B错误;
当时,,所以,故C正确;
由得,故D错误,
故选:C
8.已知是直角三角形,是直角,内角所对的边分别为,面积为.若,则下列选项错误的是( )
A.是递增数列 B.是递减数列
C.数列存在最大项 D.数列存在最小项
【答案】B
【分析】根据已知条件可得,即得,由,得,由数列的单调性可判断选项A,B;由关系式可得,,从而可判断数列的最大项和最小项.
【解析】由题意知,所以,所以,即,所以,则,故,,由,得,
即,所以,则,而,
故,则,
所以,由于随着n的增大而减小,
所以随着n的增大而增大,
由题意可知,所以数列是递增数列,故选项A正确;
同理随着n的增大而增大,数列是递增数列,
故选项B错误;
又,由于,且,所以数列是首项为7,公比为的等比数列,故,结合,可以解得,,
所以,
所以,其中所以,
,其中所以,
因为数列随着k的增大而减小,数列随着k的增大而增大,所以数列随着k的增大而减小,故为数列中所有正项中最大的,同理数列随着k的增大而增大,故为数列中所有负项中最小的.综上所述,数列的最大项为,最小项为.故选项C,选项D均正确.
故选:B.
【点睛】关键点睛:涉及数列的单调性以及数列的最大项和最小项问题,综合性较强,难度较大,解答时要结合几何知识,能熟练的应用数列的相关知识作答,关键是要注意构造新数列解决问题.
二、多选题
9.已知数列是等比数列,下列结论正确的为( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】BD
【分析】A选项,设出公比,得到,当时,,A错误;
B选项,由得到,从而得到;
C选项,由得到,从而得到;
D选项,根据得到,由等比数列通项公式的性质计算,结合基本不等式得到.
【解析】设等比数列的公比为,由,得到,
因为,所以,
则,若,则,此时,A错误;
若,则,故,则,B正确;
若,则,故,则,C错误;
若,则,不等式两边同除以,得到,
所以,D正确.
故选:BD
10.中国音乐有悠久的历史和独特的创造.当今世界公认的音乐律制,如五度相生律(中国称三分损益律)、纯律和十二平均律,皆为中国独立发明.其中,“三分损益法”是以“宫”为基本音,宫生徵,徵生商,商生羽,羽生角,即“宫”经过一次“损”,频率变为原来的,得到“徵”;“徵”经过一次“益”,频率变为原来的,得到“商”……依次损益交替变化,得到“宫、徵、商、羽、角”这五个音阶,据此可推得( )
A.“商、羽、角”的频率成等比数列
B.“角、商、宫”的频率成等比数列
C.“宫、徵、商、羽、角”的频率依次递增
D.“宫、商、角、徵、羽”的频率依次递增
【答案】BD
【分析】根据“损”、“益”变化规律可得到“宫、徵、商、羽、角”五个音阶对应的频率,由此可得结论.
【解析】设“宫”的频率为,则“徵”的频率为,“商”的频率为;
“商”经过一次“损”,得到“羽”的频率为;
“羽”经过一次“益”,得到“角”的频率为;
成公比为的等比数列,“角、商、宫”的频率成等比数列;
又,“宫、商、角、徵、羽”的频率依次递增.
故选:BD.
11.已知数列的前n项和为,,,且,则下列说法正确的是( )
A.数列的通项公式为
B.若,则
C.数列为等比数列
D.
【答案】ABD
【分析】对于选项A,因为,所以,从而判断出为等比数列,从而求出的通项公式;
对于选项B,通过选项A中为等比数列,判断出为等比数列,从而得到答案;
对于选项C,因为的通项公式已知,通过分组求和得到,从而判断出是否为等比数列;
对于选项D,通过选项A和D可以得到和,从而判断是否正确.
【解析】对于选项A,,则,又,故数列是以首项为2,公比为2的等比数列,所以,即,故A正确;
对于选项B,,则为等比数列,所以,故B正确;
对于选项C,由,得,又,则数列不是等比数列,故C错误;
对于选项D,易得,即,故D正确.
故选:ABD
12.已知等比数列各项均为正数,满足,,记等比数列的前n项的积为,则当取得最大值时,( )
A.8 B.9 C.10 D.11
【答案】CD
【分析】利用等比数列的性质求出,判断数列的单调性,进而即得.
【解析】因为,由等比数列的性质可得,
所以,因为,
所以,
因为,即,
所以,
∴,
因为,
所以等比数列为递减数列,
所以当时,,
∴当或时,取得最大值.
故选:CD
三、填空题
13.在数列中,,,且,则数列的通项公式是__________.
【答案】
【分析】根据确定数列为等比数列,再利用等比数列公式计算得到答案.
【解析】,故是等比数列,,故.
故答案为:
14.已知数列为等比数列,其前n项和为,前三项和为13,前三项积为27,则___________.
【答案】121或
【分析】根据等比数列的基本量运算可得或,然后利用求和公式即得.
【解析】设数列的公比为q,
∵前三项积为27,
∴,解得,
∵前三项和为13,
∴,
解得或,
∴或.
故答案为:121或.
15.已知数列的前项和为,满足(是常数,),,且,则_________.
【答案】128
【分析】先由与的关系式得到数列为等比数列,并设数列的公比为,同时可证数列也是等比数列,并且公比为,然后根据题干条件得到用数列的公比的关系式,再将也用含有的式子表示,即可得到答案.
【解析】因为(是常数,),所以当时有,
两式相减得,即,
所以数列为等比数列,设数列的公比为,
根据题意可得,即,
又因为,可得,即,
因为,
又因为,所以,
因为,所以,可知,
即数列也是等比数列,并且公比为,所以
故答案为:128.
16.在数列中,,,数列满足,.若,,,则数列的前2022项和为_________.
【答案】
【分析】将数列的前2022项和分解为奇数项和与偶数项和进行求解.
【解析】由已知得,,所以,即数列前2022项中偶数项的和为:
.
又由已知得,,所以,即奇数项为公比为-1的等比数列,即,即前2022项中奇数项和为1;
综上所述,前2022项和为.
故答案为:
四、解答题
17.已知数列的前n项和为,且满足.
(1)若成等比数列,求m的值;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由题意是公差为2的等差数列,根据已知求并写出通项公式,再根据等比中项性质列方程求参数;
(2)由(1)得,应用分组求和,结合等差等比前n项和公式求.
【解析】(1)由题设,故是公差为2的等差数列,
所以,即,得,
所以,又,则,即.
(2)由(1)知:,
所以.
18.已知数列的前项和为,,且.
(1)求的通项公式;
(2)若是,的等比中项,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据给定的递推公式,结合等差数列通项公式求出,再由求出数列的通项作答.
(2)由(1)求出,再利用裂项相消法求解作答.
【解析】(1)因,则数列是以为首项,1为公差的等差数列,
则有,,当时,,满足上式,
所以数列的通项公式是.
(2)由(1)知,依题意,,,
所以.
19.已知数列的前项和为,,.
(1)证明:数列是等比数列;
(2)若,求数列的前项和.
【答案】(1)详见解析;
(2)
【分析】(1)中令和结合求得,然后利用得数列的递推关系,进而即得;
(2)由(1)求得再得出,利用裂项相消法求得和.
【解析】(1)因为,
所以,
因为,
所以,,
即,,
解得,,
当时,,与联立,
得,
所以,
又因为,
所以是以1为首项,3为公比的等比数列;
(2)由(1)得,,
所以,,
所以,
所以.
20.已知数列为等差数列,为其前项和,且,.
(1)求的通项公式;
(2)若数列是公比为q的等比数列,,,,求的前2022项和T.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据已知条件求得数列的首项和公差,由此求得.
(2)根据已知条件求得和,由此求得.
(1)
设数列的公差为,
则,解得,所以.
(2)
由(1)得,
则,解得,,
所以
21.已知为无穷数列,给出以下二个定义:
I.若对任意的,总存在i,且,使成立,则称为“H数列”;
II.若为“H数列”,且对任意的,总存在唯一的有序数对使成立,则称为“强H数列”;
(1)若,判断数列是否为“H数列”,说明理由;
(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知,使得数列存在且不为常数列,求同时满足所选两个条件的所有数列的通项公式
条件①:为等差数列;
条件②:为等比数列;
条件③:为“强H数列”.
【答案】(1)不是“H数列”,
(2)条件①②数列不存在,条件①③数列不存在,
条件②③是公比为,首项为任何非零实数的等比数列.
【分析】(1) 按照题目所给的定义,推理即可;
(2) 按照题目所给的定义,分类讨论;
(1)
对于 ,若存在 ,使得 ,
则 ,
而 是偶数, 是奇数,奇数 偶数,
所以 不是“H数列”;
(2)
条件①,不妨设 ,假设存在 ,
使得,则有 ,
整理得 ,对于任意的n都成立,
当n=3时也成立,由于 ,所以i=1,j=2, ,
即只要i+j=n,就有,因此 是“H数列”,
由于i,j不是唯一的,比如 , 不是“强H数列”;
条件②,不妨设 ,假设存在,
使得,则有 ,
当n=3时也成立,由于 ,所以i=1,j=2,
得 , 或 ,
,
所以对于任意的n,总存在 ,使得成立,
当公比为 或时, 是“H数列”;
下面证明 是“强H数列”,即证明对于任意的n,i,j是唯一的:
考虑 ,函数 是增函数,
不妨假设 ,(对于 也相同)
若j=n-1,必有i=n-2,是唯一的,
若j=n-2,则 , ,故i,j不存在,
若 ,则必然由 ,故i,j也不存在,
即对于公比为的等比数列, 是“强H数列”;
当时,考虑,是绝对值单调递减的摆动数列,
若j=n-1,必有i=n-2,是唯一的,
若j=n-2,则 ,必有 ,故i,j不存在,
令 ,则 ,则 是单调递减的正数列,
若,假设n=偶数, ,
若,则必①②有,
考虑一下几种情况:
若i,j都是偶数, …①,
,
故①不成立,即i,j不存在;
若i,j都是奇数,若,则有…②,
,②不成立,即i,j不存在;
若i是奇数,j是偶数,则有, …③,
,③不成立,即i,j不存在;
若i为偶数,j为奇数,则有…④
则有 ,由于 ,并且是递减的, ,
,
又 ,
∴④不成立,即i,j不存在;
同理可以证得当n=奇数时,i,j也是不存在的,
故有当时, 是“强H数列”;
综上,条件①②数列不存在,条件①③数列不存在,
②③存在“强H数列”,是公比为 或的等比数列
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