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第第頁專題03函數(shù)的概念與性質(zhì)函數(shù)定義域值域、求值1.(2024·河南鄭州·鄭州市宇華實驗學(xué)校校考一模)已知函數(shù),若的值域為,則實數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】借助的值域為可得要取遍所有的正數(shù),對進行分類討論即可得.【詳解】若函數(shù)的值域為,則要取遍所有的正數(shù).所以或,解得,即實數(shù)的取值范圍是.故選:A.2.(2024·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考一模)若函數(shù)的定義域為,且,,則(
)A. B.為偶函數(shù)C.的圖象關(guān)于點對稱 D.【答案】BCD【分析】對于A,令,可得;對于B,令,可得,即可判斷;對于C,令得,再令即可判斷;對于D,根據(jù)條件可得,繼而,進一步分析可得函數(shù)周期為4,分析求值即可.【詳解】對于A,令,則,因為,所以,則,故A錯誤;對于B,令,則,則,故B正確;對于C,令得,,所以,令得,,則的圖象關(guān)于點對稱,故C正確;對于D,由得,又,所以,則,,所以,則函數(shù)的周期為,又,,則,,則,所以,故D正確,故選:BCD.3.(2024·河南鄭州·鄭州市宇華實驗學(xué)校??家荒#┮阎瘮?shù)求使方程的實數(shù)解個數(shù)為3時取值范圍.【答案】【分析】分析給定函數(shù)的性質(zhì),作出圖象,數(shù)形結(jié)合求出取值范圍.【詳解】當(dāng)時,函數(shù)在是遞減,函數(shù)值集合為,在上遞增,函數(shù)值集合為,當(dāng)時,是增函數(shù),函數(shù)值集合為R,方程的實數(shù)解個數(shù),即為函數(shù)與直線的交點個數(shù),在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出直線與函數(shù)的圖象,觀察圖象,當(dāng)時,直線與函數(shù)的圖象有3個交點,所以方程的實數(shù)解個數(shù)為3時取值范圍是.故答案為:4.(2024·福建廈門·統(tǒng)考一模)已知函數(shù)的定義域為,,,,若,則(
)A. B. C.2 D.4【答案】A【分析】利用賦值法對進行賦值結(jié)合函數(shù)的周期可得答案.【詳解】令,得,即,令,得,得,所以函數(shù)為偶函數(shù),令,得,令,得,,或,若,解得與已知矛盾,,即,解得,,令,得,,,,,所以函數(shù)的周期為4..故選:A.函數(shù)單調(diào)性5.(2024·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考一模)若函數(shù)單調(diào)遞增,則實數(shù)的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】由恒成立分離常數(shù),利用基本不等式求得的取值范圍.【詳解】依題意,即對任意恒成立,即恒成立,因為(當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”),所以.故選:D6.(2024·重慶·統(tǒng)考一模)已知定義在R上的函數(shù)滿足:,且時,,則關(guān)于的不等式的解集為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)函數(shù)單調(diào)性和奇偶性則得到不等式,解出即可.【詳解】任取,則,而時,,則,,所以在上單調(diào)遞減,,,取,則,令,得,所以為上的奇函數(shù),,即,則,解得故選:A.7.(2024·河南鄭州·鄭州市宇華實驗學(xué)校??家荒#┰O(shè)函數(shù),(e為自然對數(shù)的底數(shù))(1)若函數(shù)有兩個極值點,求a的取值范圍;(2)設(shè)函數(shù),其中為的導(dǎo)函數(shù),求證:的極小值不大于1.【答案】(1);(2)證明見解析.【分析】(1)求得,根據(jù)有兩個極值點,轉(zhuǎn)化為與的圖象的交點有兩個,利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與極值,即可求解.(2)根據(jù)題意得到,求得,得到,進而求得的單調(diào)性與極值,再分和兩種情況,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性和極值的運算,即可求解.【詳解】(1)由題意,函數(shù),可得,因為有兩個極值點,即方程在有兩個不同的解,即與的圖象的交點有兩個.由,當(dāng)時,,單調(diào)遞增;當(dāng)時,,單調(diào)遞減,有極大值.又因為時,;時,,當(dāng)時,即時有兩個解,所以(2)由函數(shù)可得,則,所以在單調(diào)遞增,若時,當(dāng)時,.在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,.在上單調(diào)遞增;所以在處取得極小值若,令,則;令,則所以在,有唯一解;若,令,則,令,則,所以在,有唯一解;所以在有唯一解,當(dāng)時,,在單調(diào)遞減;當(dāng)時,,在單調(diào)遞增;所以,令,則,由,可得,當(dāng)時,,在單調(diào)遞增;當(dāng)時,,在單調(diào)遞減,所以,即的極小值不大于1.【點睛】對于利用導(dǎo)數(shù)研究不等式的恒成立與有解問題的求解策略:1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時,一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點的情況,進行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別.函數(shù)奇偶性8.(2024·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考一模)已知為奇函數(shù),則(
)A. B.2 C.1 D.【答案】A【分析】根據(jù)函數(shù)的奇偶性求函數(shù)在區(qū)間上的解析式,對比系數(shù)求得.【詳解】當(dāng)時,,所以,通過對比系數(shù)得.故選:A9.(2024·福建廈門·統(tǒng)考一模)已知為定義在上的奇函數(shù),當(dāng)時,,則(
)A.2 B.1 C. D.【答案】D【分析】根據(jù)奇函數(shù)的定義求解即可.【詳解】當(dāng)時,,所以,因為為定義在上的奇函數(shù),所以,且,所以故選:D10.(2024·浙江·校聯(lián)考一模)若函數(shù)是上的偶函數(shù),則.【答案】1【分析】根據(jù)函數(shù)是上的偶函數(shù),利用特殊值可得答案.【詳解】若函數(shù)是上的偶函數(shù),則有,即,解得,當(dāng)時,此時,,當(dāng)時,,,當(dāng)時,,,所以函數(shù)是上的偶函數(shù),符合題意,則.故答案為:1.11.(2024·廣東深圳·??家荒#┮阎瘮?shù)的定義域為,是偶函數(shù),是奇函數(shù),則的最小值為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用函數(shù)奇偶性的定義可求得函數(shù)的解析式,再利用基本不等式可求得的最小值.【詳解】因為函數(shù)為偶函數(shù),則,即,①又因為函數(shù)為奇函數(shù),則,即,②聯(lián)立①②可得,由基本不等式可得,當(dāng)且僅當(dāng)時,即當(dāng)時,等號成立,故函數(shù)的最小值為.故選:B.12.(2024·吉林白山·統(tǒng)考一模)已知函數(shù)的定義域為,且,,請寫出滿足條件的一個(答案不唯一),.【答案】(答案不唯一);【分析】應(yīng)用賦值法可得為偶函數(shù)及以6為周期,進而可求.【詳解】令,則,解得或,若,令,,則,即與已知矛盾,∴,令,則,則,∴為偶函數(shù);令,則,則,則,所以以6為周期,結(jié)合以上特征,找到滿足條件的一個函數(shù)為,結(jié)合以6為周期,則.故答案為:(答案不唯一);函數(shù)與導(dǎo)數(shù)13.(2024·廣東深圳·??家荒#┮阎瘮?shù),a,.若在處與直線相切.(1)求a,b的值;(2)求在(其中為自然對數(shù)的底數(shù))上的最大值和最小值.【答案】(1),(2),【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),依題意可得,即可求出、的值;(2)由(1)可得的解析式,求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),即可得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間與極小值,再求出區(qū)間端點的函數(shù)值,即可得解;【詳解】(1)解:函數(shù),,函數(shù)在處與直線相切,,解得;(2)解:由(1)可得,所以當(dāng)時,當(dāng)時,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,在處取得極大值即最大值,所以,又,所以14.(2024·湖南邵陽·統(tǒng)考一模)已知函數(shù)與其導(dǎo)函數(shù)的定義域均為,且與均為偶函數(shù),則下列說法一定正確的有(
)A.關(guān)于對稱 B.關(guān)于點對稱C. D.【答案】BC【分析】根據(jù)已知得出關(guān)于對稱.假設(shè)關(guān)于對稱,求導(dǎo)即可得出矛盾;根據(jù)偶函數(shù)的性質(zhì),得出,兩邊同時除以,即可判斷B;根據(jù)已知,結(jié)合導(dǎo)函數(shù)得出關(guān)于對稱,也關(guān)于對稱,即可得出,,進而推得,即可得出C項;根據(jù)已知,無法確定.【詳解】對于A項,因為為偶函數(shù),所以關(guān)于對稱.若關(guān)于對稱,則導(dǎo)函數(shù)關(guān)于點對稱,這與關(guān)于對稱矛盾,所以A錯誤;對于B項,因為為偶函數(shù),所以,即,所以,所以B正確;對于C項,因為為偶函數(shù),所以為奇函數(shù),所以關(guān)于對稱,關(guān)于對稱,所以.又關(guān)于對稱,所以.所以,,所以,故C正確;對于D項,由A知,關(guān)于點對稱,.但無法確定.故D錯誤.故選:BC.15.(2024·重慶·統(tǒng)考一模)已知函數(shù),則在有兩個不同零點的充分不必要條件可以是(
)A. B.C. D.【答案】BCD【分析】將問題轉(zhuǎn)化為,令,利用導(dǎo)數(shù)討論的單調(diào)性,求出,由在有2個不同零點的充要條件為,從而作出判斷.【詳解】因為,令,則,令,則,注意到,令,解得,所以當(dāng)時,,單調(diào)遞增,當(dāng)時,,單調(diào)遞減,則,且當(dāng)趨近于或時,都趨近于,若在有2個不同零點的充要條件為函數(shù)與圖象在第一象限有2個交點,所以,即有2個零點的充要條件為,若符合題意,則對應(yīng)的取值范圍為的真子集,結(jié)合選項可知:A錯誤,BCD正確;故選:BCD.16.(2024·云南昆明·統(tǒng)考一模)若將函數(shù)的圖象平移后能與函數(shù)的圖象重合,則稱函數(shù)和互為“平行函數(shù)”.已知,互為“平行函數(shù)”,則(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】根據(jù)“平行函數(shù)”的定義,結(jié)合函數(shù)圖象的變換關(guān)系求解即可.【詳解】因為,,而將函數(shù)的圖象平移后能與函數(shù)的圖象重合,所以,經(jīng)檢驗符合題意,故選:B.17.(2024·安徽合肥·合肥一六八中學(xué)??家荒#┮阎瘮?shù),其圖象在點處的切線方程為.(1)求的值;(2)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值;【答案】(1);(2)的增區(qū)間是和,減區(qū)間是,極大值是,極小值是;【分析】(1)由出導(dǎo)函數(shù),計算和,由切線方程列方程組解得;(2)由得增區(qū)間,由得減區(qū)間,從而可得極值;【詳解】(1),,又圖象在點處的切線方程為,所以,解得;(2)由(1)得,或時,,時,,所以的增區(qū)間是和,減區(qū)間是,極大值是,極小值是;18.(2024·吉林白山·統(tǒng)考一模)已知函數(shù)(為常數(shù)),函數(shù).(1)若函數(shù)有兩個零點,求實數(shù)的取值的范圍;(2)當(dāng),設(shè)函數(shù),若在上有零點,求的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)的單調(diào)性,再根據(jù)函數(shù)有2個零點建立不等式求解即可.(2)由在上有零點可得方程,據(jù)此可看作在直線上,可轉(zhuǎn)化為點到原點距離的平方的最小值,利用導(dǎo)數(shù)求最小值即可.【詳解】(1),,①時,,則在上單調(diào)遞增,至多有一個零點.②時,令得,則在上單調(diào)遞增;令得,則在上單調(diào)遞減;若有2個零點,則需滿足,則,又,且,令,則,令,得,故在上單調(diào)遞增;令,得,故在上單調(diào)遞減;∴,則,即,則.故在上有唯一零點,在上有唯一零點,符合題意,所以為所求.(2)設(shè)函數(shù)在上的零點為,則,所以在直線上,設(shè)為坐標(biāo)原點,則,其最小值就是到直線的距離的平方,所以,又,∴,令,則,,∴在上單調(diào)遞減,,即,所以的最小值為.【點睛】關(guān)鍵點點睛:第(2)問中關(guān)鍵在于利用函數(shù)在上的零點為,得到方程后轉(zhuǎn)化為點在直線上,再利用的幾何意義求解.19.(2024·江西贛州·南康中學(xué)校聯(lián)考一模)已知函數(shù),,,則(
)A.當(dāng)時,函數(shù)有兩個零點B.存在某個,使得函數(shù)與零點個數(shù)不相同C.存在,使得與有相同的零點D.若函數(shù)有兩個零點,有兩個零點,,一定有【答案】ACD【分析】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,結(jié)合零點存在性定理及同構(gòu)式一一判定選項即可.【詳解】由,令,令,即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,即,對于A項,當(dāng)時,則,又易知,且時,,根據(jù)零點存在性定理可知函數(shù)在和內(nèi)各有一個零點,故A正確;對于B項,當(dāng)時,此時,則有一個零點,當(dāng)時,,則此時無零點,又易得,則,函數(shù)的零點個數(shù)與的零點個數(shù)相同,故B錯誤;對于C項,由A、B項結(jié)論可知:當(dāng)時,有兩個零點,,同時有兩個零點,,則根據(jù)單調(diào)遞增可知,存在唯一的滿足成立,有,若C正確,因為,則只能有,即,由題意易知:,令,則時,,時,,故在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,且時,,時,,設(shè),,因為,時,,,所以存在,使得,即,所以,,即存在,使得與有相同的零點,故C正確;對于D項,由C項結(jié)論可知,此時,則由,故D正確.綜上:ACD正確.故選:ACD【點睛】難點點睛:可以先利用導(dǎo)數(shù)含參討論函數(shù)的單調(diào)性與最值,結(jié)合零點存在性定理判定零點個數(shù),對于第二項,注意觀察兩個函數(shù)的解析式,利用同構(gòu)式判定可零點之間的聯(lián)系;第三項,構(gòu)造函數(shù)利用其單調(diào)性可判定同構(gòu)式是否有解.20.(2024·云南昆明·統(tǒng)考一模)已知函數(shù),.(1)討論的單調(diào)性;(2)當(dāng)時,若恒成立,求的取值范圍.【答案】(1)答案見解析(2)【分析】(1)求導(dǎo)后對分類討論即可得;(2)由函性質(zhì)可得時,,則,再結(jié)合函數(shù)單調(diào)性進行分類討論計算即可得.【詳解】(1)函數(shù)的定義域為,,①當(dāng)時,令,得,則當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,②當(dāng)時,令,得或,?。┊?dāng)時,則當(dāng)或時,,當(dāng)時,,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,ⅱ)當(dāng)時,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增,ⅲ)當(dāng)時,則當(dāng)或時,,當(dāng)時,,所以在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,(2)當(dāng)時,令,則,時,,則,故,則,故當(dāng)時,,所以當(dāng)時,,解得,由(1)可知,當(dāng)時,在上的極小值為,由題,則有,解得,當(dāng),解得,①當(dāng)時,,,符合題意,②當(dāng)時,,,符合題意.綜上,當(dāng)時,恒成立.【點睛】恒成立問題解題思路:(1)參變量分離:(2)構(gòu)造函數(shù):①構(gòu)造函數(shù),研究函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最值,解不等式即可;②構(gòu)造函數(shù)后,研究函數(shù)單調(diào)性,利用單調(diào)性解不等式,轉(zhuǎn)化之后參變分離即可解決問題.21.(2024·云南昆明·統(tǒng)考一模)已知函數(shù),,則(
)A.當(dāng)時,有2個零點B.當(dāng)時,有2個零點C.存在,使得有3個零點D.存在,使得有5個零點【答案】BCD【分析】令,可得,結(jié)合圖象分析方程的根的分布,再結(jié)合圖象分析的交點個數(shù),即可得解.【詳解】由的圖象可知,的值域為,對于選項AC:令,則在上恒成立,可知在上單調(diào)遞增,則,即當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍柍闪ⅲ?,若,可得,令,?dāng),則,可知;當(dāng),結(jié)合圖象可知當(dāng)且僅當(dāng),方程有根,解得;即或,結(jié)合圖象可知:有1個根;有2個根;綜上所述:當(dāng)時,有3個零點,故A錯誤,C正確;
對于選項B:令,若,可得,令,即,注意到,由圖象可知方程有兩個根為一根為,另一根不妨設(shè)為,即或,結(jié)合圖象可知:有1個根;有1個根;綜上所述:當(dāng)時,有2個零點,故B正確;
對于選項D:令,若,可得,令,即,令,解得,由圖象可設(shè)方程有三個根為,且,即或或,結(jié)合圖象可知:或有1個根;有3個根;綜上所述:當(dāng)時,有5個零點,故D正確;
故選:BCD.【點睛】易錯點睛:利用數(shù)形結(jié)合求方程解應(yīng)注意兩點1.討論方程的解(或函數(shù)的零點)可構(gòu)造兩個函數(shù),使問題轉(zhuǎn)化為討論兩曲線的交點問題,但用此法討論方程的解一定要注意圖象的準(zhǔn)確性、全面性、否則會得到錯解.2.正確作出兩個函數(shù)的圖象是解決此類問題的關(guān)鍵,數(shù)形結(jié)合應(yīng)以快和準(zhǔn)為原則而采用,不要刻意去數(shù)形結(jié)合.22.(2024·河南鄭州·鄭州市宇華實驗學(xué)校校考一模)已知函數(shù).若為偶函數(shù),,,,則(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)函數(shù)對稱軸可得,進而可知在上為增函數(shù),令,利用導(dǎo)數(shù)可得,以及,進而分析得解.【詳解】因為為偶函數(shù),則,可知的對稱軸為,又因為均只有一條對稱軸,可知只有一條對稱軸,則,可得,所以,當(dāng)時,,因為在上為增函數(shù),則在上為增函數(shù),令,則,當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞增,可得,即,則;由,可得,則;即,可得,所以.故選:A.【點睛】關(guān)鍵點睛:構(gòu)造恰當(dāng)?shù)暮瘮?shù),過程中用到了函數(shù),對應(yīng)的不等式為,以及變形的.此類不等式常用的有,,,,加強記憶,方便碰到此類問題后直接使用.23.(2024·黑龍江齊齊哈爾·統(tǒng)考一模)已知函數(shù).(1)設(shè)函數(shù),討論的單調(diào)性;(2)設(shè)分別為的極大值點和極小值點,證明:.【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析【分析】(1)先求得,然后對進行分類討論來求得的單調(diào)區(qū)間.(2)由極值點的知識求得的關(guān)系式,由此將要證明的不等式轉(zhuǎn)化為證明,利用構(gòu)造函數(shù)法,結(jié)合導(dǎo)數(shù)來證得不等式成立.【詳解】(1),,當(dāng)時,在上恒成立,則在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,綜上,當(dāng)時,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;(2)分別是的極大值點和極小值點,,且對于有,且對稱軸,所以,,所以,綜上,要證,只需證,因為,即證:,設(shè).所以,所以在上單調(diào)遞增,所以.所以成立.【點睛】求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:(1)確定的定義域;(2)計算導(dǎo)數(shù);(3)求出的根;(4)用的根將的定義域分成若干個區(qū)間,考查這若干個區(qū)間內(nèi)的符號,進而確定的單調(diào)區(qū)間.如果導(dǎo)函數(shù)含有參數(shù),則需要對參數(shù)進行分類討論,分類討論要做到不重不漏.利用導(dǎo)數(shù)證明不等式,首先考慮將要證明的不等式進行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化為可構(gòu)造函數(shù)并能利用導(dǎo)數(shù)進行證明的結(jié)構(gòu),從而來對問題進行求解.24.(2024·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考一模)已知函數(shù).(1)證明曲線在處的切線過原點;(2)討論的單調(diào)性;(3)若,求實數(shù)的取值范圍.【答案】(1)證明見解析(2)答案見解析(3)【分析】(1)利用導(dǎo)函數(shù)的幾何意義求解即可;(2)首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),根據(jù)判別式,討論a的取值,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;(3)把問題轉(zhuǎn)化為,利用一次函數(shù)單調(diào)性得,只需證,利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性即可.【詳解】(1)由題設(shè)得,所以,又因為,所以切點為,斜率,所以切線方程為,即恒過原點.(2)由(1)得,①時,,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減;令,則②且時,即時,,在上單調(diào)遞增,時,,,則,或,得所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增;,則,則,所以在上單調(diào)遞減,③時,,則,則,所以在上單調(diào)遞減;,則,所以在上單調(diào)遞增,綜上:時,在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減;時,在上單調(diào)遞增;時,在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞增;在上單調(diào)遞減,時,在上單調(diào)遞減;在上單調(diào)遞增,(3)當(dāng)時,,即,下面證明當(dāng)時,,,即證,令,因為,所以,只需證,即證,令,,,令,,令,,與在上單調(diào)遞減,所以在上單調(diào)遞減,,,所以存在,使得,即,所以,,,,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,,,令,時,所以在上單調(diào)遞增,所以,所以,,所以在上單調(diào)遞減,,,,,,所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,綜上所述.【點睛】關(guān)鍵點點睛第三問的關(guān)鍵是構(gòu)造函數(shù)并連續(xù)求導(dǎo)判斷單調(diào)性,把構(gòu)造的函數(shù)與當(dāng)時的函數(shù)值比較,從而得到結(jié)論.25.(2024·河北衡水·河北冀州中學(xué)??家荒#┮阎瘮?shù),若恒成立,則的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】A【分析】,則,,即,等價于,等價于,構(gòu)造函數(shù),再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性進而可得
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