高中數(shù)學(xué)必修5全冊教案(23份) 人教課標(biāo)版18_第1頁
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文檔簡介

二元一次不等式(組)與平面區(qū)域

從容說課

本節(jié)課先由師生共同分析日常生活中的實(shí)際問題來引出二元一次不等式(組)的一些基本概

念,由一元一次不等式組的解集可以表示為數(shù)軸上的區(qū)間,引出問題:在直角坐標(biāo)系內(nèi),二元

一次不等式(組)的解集表示什么圖形?再從一個(gè)具體的一元二次不等式入手,分析得出一般的

一元二次不等式表示的區(qū)域及確定的方法,以此激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的探究精神和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)

態(tài)度.通過具體例題的分析和求解,在這些例題中設(shè)置思考項(xiàng),讓學(xué)生探究,層層鋪設(shè),以便讓

學(xué)生深刻理解一元二次不等式表示的區(qū)域的概念,有利于二元一次不等式(組)與平面區(qū)域的教

學(xué).講述完一元二次不等式表示的區(qū)域和二元一次不等式(組)與平面區(qū)域后,再回歸到先前的

具體實(shí)例,總結(jié)一元二次不等式表示的區(qū)域的概念和二元一次不等式(組)與平面區(qū)域,得出二

元一次不等式(組)與平面區(qū)域兩者之間的聯(lián)系,再輔以新的例題鞏固.整個(gè)教學(xué)過程,探究二

元一次不等式(組)的概念,一元二次不等式表示的區(qū)域和二元一次不等式(組)與平面區(qū)域的

聯(lián)系.得出一元二次不等式表示的區(qū)域和二元一次不等式(組)與平面區(qū)域的步驟和過程,并及

時(shí)加以鞏固,同時(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)的奧秘與數(shù)學(xué)美,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

教學(xué)重點(diǎn)會求二元一次不等式(組)表示平面的區(qū)域

教學(xué)難點(diǎn)如何把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題,并給出解答

課時(shí)安排課時(shí)

三維目標(biāo)

一、知識與技能

.使學(xué)生了解并會用二元一次不等式表示平面區(qū)域以及用二元一次不等式組表示平面區(qū)域;

.能畫出二元一次不等式(組)所表示的平面區(qū)域

二、過程與方法

.培養(yǎng)學(xué)生觀察、聯(lián)想以及作圖的能力,滲透集合、化歸、數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想;

.提高學(xué)生“建?!焙徒鉀Q實(shí)際問題的能力;

.本節(jié)新課講授分為五步(思考、嘗試、猜想、證明、歸納)來進(jìn)行,目的是為了分散難點(diǎn),

層層遞進(jìn),突出重點(diǎn),只要學(xué)生對舊知識掌握較好,完全有可能由學(xué)生主動去探求新知,得出

結(jié)論

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀

.通過本節(jié)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生掌握“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想,盡管側(cè)重于用“數(shù)”研究

“形”,但同時(shí)也用“形”去研究“數(shù)”,培養(yǎng)學(xué)生觀察、聯(lián)想、猜測、歸納等數(shù)學(xué)能力;

.結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和“用數(shù)學(xué)”的意識,激勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新.

教學(xué)過程

第課時(shí)

導(dǎo)入新課

師在現(xiàn)實(shí)和數(shù)學(xué)中,我們會遇到各種不同的不等關(guān)系,需要用不同的數(shù)學(xué)模型來刻畫和研究它

們.前面我們學(xué)習(xí)了一元二次不等式及其解法,這里我們將學(xué)習(xí)另一種不等關(guān)系的模型.先看一

個(gè)實(shí)際例子

一家銀行的信貸部計(jì)劃年初投入元用于企業(yè)和個(gè)人貸款,希望這筆貸款資金至少可帶來元的

效益,其中從企業(yè)貸款中獲益,從個(gè)人貸款中獲益,那么,信貸部應(yīng)該如何分配資金呢?

師這個(gè)問題中存在一些不等關(guān)系,我們應(yīng)該用什么不等式模型來刻畫它們呢?

生設(shè)用于企業(yè)貸款的資金為元,用于個(gè)人貸款的資金為元,由資金總數(shù)為元,得到

師由于預(yù)計(jì)企業(yè)貸款創(chuàng)收,個(gè)人貸款創(chuàng)收.共創(chuàng)收元以上,所以

()()》,即

師最后考慮到用于企業(yè)貸款和個(gè)人貸款的資金數(shù)額都不能是負(fù)數(shù),于是

師將①②③合在一起,得到分配資金應(yīng)該滿足的條件:

x+y<25000000

12r+lOy>3000000

x>0,

”0.

師我們把含有兩個(gè)未知數(shù),且未知數(shù)的次數(shù)是的不等式(組)稱為二元一次不等式(組)

滿足二元一次不等式(組)的和的取值構(gòu)成有序數(shù)對(),所有這樣的有序數(shù)對()構(gòu)成的集合稱為

二元一次不等式(組)的解集.有序數(shù)對可以看成直角坐標(biāo)平面內(nèi)點(diǎn)的坐標(biāo).于是,二元一次不等

式(組)的解集就可以看成直角坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)構(gòu)成的集合

師我們知道,在平面直角坐標(biāo)系中,以二元一次方程的解為坐標(biāo)的點(diǎn)的集合{()}是經(jīng)過點(diǎn)(,)

和(,)的一條直線,那么,以二元一次不等式(即含有兩個(gè)未知數(shù),且未知數(shù)的最高次數(shù)都是

的不等式)>的解為坐標(biāo)的點(diǎn)的集合{()>}是什么圖形呢?

推進(jìn)新課

[合作探究]

師二元一次方程+一=有無數(shù)組解,每一組解是一對實(shí)數(shù),它們在坐標(biāo)平面上表示一個(gè)點(diǎn),這

些點(diǎn)的集合組成點(diǎn)集{(,)+-=},它在坐標(biāo)平面上表示一條直線

以二元一次不等式+—>的解為坐標(biāo)的點(diǎn),也拼成一個(gè)點(diǎn)集.如=,=時(shí),+->,點(diǎn)(,)的坐

標(biāo)滿足不等式+—>.(,)是二元一次不等式+—>的解集中的一個(gè)元素.我們把二元一次不等

式+—>的解為坐標(biāo)的點(diǎn)拼成的點(diǎn)集記為{(,)+->

請同學(xué)們猜想一下,這個(gè)點(diǎn)集在坐標(biāo)平面上表示什么呢?

生+—>表示直線:+—=右上方的所有點(diǎn)拼成的平面區(qū)域

師事實(shí)上,在平面直角坐標(biāo)系中,所有的點(diǎn)被直線+—=分為三類:在直線+—=上;在直線

+一=右上方的平面區(qū)域內(nèi);在直線+一=左下方的平面區(qū)域內(nèi).如(,)點(diǎn)的坐標(biāo)代入+一中,

+->,(,)點(diǎn)在直線+—=的右上方.(一,)點(diǎn)的坐標(biāo)代入+-中,+-=,(-,)點(diǎn)在直線

+—=上.(,一)點(diǎn)的坐標(biāo)代入+—中,+—<,(,)點(diǎn)在直線+—=的左下方

因此,我們猜想,對直線+—=右上方的點(diǎn)(,).+—>成立;對直線+—=左下方的點(diǎn)

(,),H—<成立

師卜面對這一猜想進(jìn)行一下推證

在直線:+—=上任取一點(diǎn)(,),過點(diǎn)作平行于軸的直線=,這時(shí)這條平行線上在點(diǎn)右側(cè)的

任意一點(diǎn)都有>,=兩式相加

+>+,則+—>+一點(diǎn)在直線+—=上,+-=

所以+—>

因?yàn)辄c(diǎn)(,)是直線+—=上的任意一點(diǎn),所以對于直線+—=的右上方的任意點(diǎn)(,)+—>都

成立

同理,對于直線+一=左下方的任意點(diǎn)(,),+一〈都成立

所以點(diǎn)集{(,)+—>}是直線+一=右上方的平面區(qū)域,點(diǎn)集,)+一<是直線+—=

左下方的平面區(qū)域

師一般來講,二元一次不等式++>在平面直角坐標(biāo)系中表示直線++=的某一側(cè)所有點(diǎn)組成

的平面區(qū)域

由于對在直線++=同一側(cè)的所有點(diǎn)(,),實(shí)數(shù)++的符號相同,所以只需在此直線的某一側(cè)

取一個(gè)特殊點(diǎn)(,),由++的正、負(fù)就可判斷++>表示直線哪一側(cè)的平面區(qū)域.當(dāng)W時(shí),我

們常把原點(diǎn)作為這個(gè)特殊點(diǎn)去進(jìn)行判斷.如把(,)代入+—中,+-<

說明:+一〈表示直線+-=左下方原點(diǎn)所在的區(qū)域,就是說不等式所表示的區(qū)域與原點(diǎn)在直

線+—=的同一側(cè)

如果=.,直線過原點(diǎn),原點(diǎn)坐標(biāo)代入無法進(jìn)行判斷,則可另選一個(gè)易計(jì)算的點(diǎn)去進(jìn)行判斷.

師提醒同學(xué)們注意,不等式++N所表示的區(qū)域,應(yīng)當(dāng)理解為{(,)++>}U{(,)++=}.這

個(gè)區(qū)域包括邊界直線,應(yīng)把邊界直線畫為實(shí)線

師另外同學(xué)們還應(yīng)當(dāng)明確有關(guān)區(qū)域的一些稱呼

()為直線右上方的平面區(qū)域

()為直線左下方的平面區(qū)域

()為直線左上方的平面區(qū)域

()為直線右下方的平面區(qū)域

[教師精講]

師二元一次不等式〉和〈表示的平面區(qū)域

()結(jié)論:二元一次不等式,在平面直角坐標(biāo)系中表示直線某一側(cè)所有點(diǎn)組成的平面區(qū)域

把直線畫成虛線以表示區(qū)域不包括邊界直線,若畫不等式》表示的平面區(qū)域時(shí),此區(qū)域包括邊

界直線,則把邊界直線畫成實(shí)線

()判斷方法:由于對在直線同一側(cè)的所有點(diǎn)(),把它的坐標(biāo)()代入,所得的實(shí)數(shù)的符號都相

同,故只需在這條直線的某一側(cè)取一個(gè)特殊點(diǎn)(),以的正負(fù)情況便可判斷》表示這一直線哪一

側(cè)的平面區(qū)域,特殊地,當(dāng)K時(shí),常把原點(diǎn)作為此特殊點(diǎn)

[知識拓展]

【例】畫出不等式+—>表示的平面區(qū)域

解:先畫直線+-=(虛線),把原點(diǎn)(,)代入+一,得一〈.因+一〈,說明原點(diǎn)不在要求的區(qū)

域內(nèi),不等式+—>表示的平面區(qū)域與原點(diǎn)在直線+-=的異側(cè),即直線+一=的右上部分的

平面區(qū)域

生學(xué)生課堂練習(xí)

()-+<

0+—>

0—

x+3y+6>0,

【例】畫出不等式組《■表示的平面區(qū)域

x—y+2Vo

,\-y+2=0

++Z表示直線上及其右上方的點(diǎn)的集合

一+〈表示直線左上方一側(cè)不包括邊界的點(diǎn)的集合

在確定這兩個(gè)點(diǎn)集的交集時(shí),要特別注意其邊界線是實(shí)線還是虛線,還有兩直線的交點(diǎn)處是實(shí)

點(diǎn)還是空點(diǎn)

x-y+520,

【例】畫出不等式組■x+yNO,表示的平面區(qū)域

x<3

師不等式組表示的平面區(qū)域是各個(gè)不等式所表示的平面點(diǎn)集的交集,因而是各個(gè)不等式所表示

的平面區(qū)域的公共部分

生解:不等式》表示直線右上方的平面區(qū)域,》表示直線右上方的平面區(qū)域,W左上方的平面

區(qū)域,所以原不等式表示的平面區(qū)域如右圖中的陰影部分

課堂練習(xí)

作出下列二元一次不等式或不等式組表示的平面區(qū)域

()<;

()>;

()>:

()<;

x+y-1>0,

)[x-y>0.

如下圖:

[合作探究]

師由上述討論及例題,可歸納出如何由二元一次不等式(組)表示平面區(qū)域的嗎?

生歸納如.下:

.在平面直角坐標(biāo)系中,平面內(nèi)的所有點(diǎn)被直線分成三類:

()直線上:{()};

()直線的上方:{()>};

()直線的下方:{()<

對于平面.內(nèi)的任意一點(diǎn)()的坐標(biāo),代入中,得到一個(gè)實(shí)數(shù),此實(shí)數(shù)或等于,或大于,或小于.觀

察到所有大

于的點(diǎn)都在直線的右上方,所有小于的點(diǎn)都在直線的左下方,所有等于的點(diǎn)在直線上

.一般地,

二元一次不等式>在平面直角坐標(biāo)系中表示直線的某一側(cè)的所有的點(diǎn)組成的平面區(qū)域.直線畫成

虛線表示不包括邊界.

二元一次不等式》表示的平面區(qū)域是直線的某一側(cè)的所有的點(diǎn)組成的平面區(qū)域.直線應(yīng)畫成實(shí)

此時(shí)常常用“直線定界,特殊點(diǎn)定位”的方法.(當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí),常常取原點(diǎn);過原點(diǎn)時(shí)取

坐標(biāo)軸上的點(diǎn))

[方法引導(dǎo)]

上述過程分為五步(思考、嘗試、猜想、證明、歸納)來進(jìn)行,目的是分散難點(diǎn),層層遞進(jìn),突

出重點(diǎn),只要學(xué)生對舊知識掌握較好,完全可以由學(xué)生主動去探求新知,得出結(jié)論

課堂小結(jié)

.在平面直角坐標(biāo)系中,平面內(nèi)的所有點(diǎn)被直線分成三類:

()直線上;

()直線的上方;

()直線的下方

.二元一次不等式〉和〈表示的平面區(qū)域.

布置作業(yè)

.不等式〉表示的區(qū)域在的()

.右上方.右下方左上方左下方

.不等式組《表示的平面區(qū)域是()

x-y+2<0

.直線右上方的平面區(qū)域可用不等式表示

x<0,

.不等式組,yVO,表示的平面區(qū)域內(nèi)的整點(diǎn)坐標(biāo)是.

4x+3y+8>0

.畫出()()。表示的區(qū)域

答案:

>-)

第課時(shí)

導(dǎo)入新課

師前一節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)了二元一次不等式(組)的一些基本概念,并且從一個(gè)具體的一元二次

不等式入手,分析得出一般的一元二次不等式表示的區(qū)域及確定的方法,總結(jié)一元二次不等式

表示的區(qū)域的概念和二元一次不等式(組)與平面區(qū)域,得出二元一次不等式(組)與平面區(qū)域

兩者之間的聯(lián)系,下面請同學(xué)回憶上述內(nèi)容

生一般來講,二元一次不等式++>在平面直角坐標(biāo)系中表示直線++=的某一側(cè)所有點(diǎn)組成

的平面區(qū)域

由于對在直線++=同一側(cè)的所有點(diǎn)(,),實(shí)數(shù)++的符號相同,所以只需在此直線的某一側(cè)

取一個(gè)特.殊點(diǎn)(,),由++的正、負(fù)就可判斷++>表示直線哪一側(cè)的平面區(qū)域.當(dāng)#時(shí),

我們常把原點(diǎn)作為這個(gè)特殊點(diǎn)去進(jìn)行判斷

如果=,直線過原點(diǎn),原點(diǎn)坐標(biāo)代入無法進(jìn)行判斷,則可另選一個(gè)易計(jì)算的點(diǎn)去進(jìn)行判斷

推進(jìn)新課

[例題剖析]

師【例】畫出不等式〈表示的平面區(qū)域

y

2

師解:先畫直線=(虛線),把原點(diǎn)(,)代入=一<,因?yàn)椋?說明原點(diǎn)在要求的區(qū)域內(nèi),不等

式〈表示的平面區(qū)域與原點(diǎn)在直線的一側(cè),即直線的左下部分的平面區(qū)域

師在確定這兩個(gè)點(diǎn)集的交集時(shí),要特別注意其邊界線是實(shí)線還是虛線,還有兩直線的交點(diǎn)處是

實(shí)點(diǎn)還是空點(diǎn).

師【例】用平面區(qū)域表示不等式組1的解集

x<2y

師分析:由于所求平面區(qū)域的點(diǎn)的坐標(biāo)要同時(shí)滿足兩個(gè)不等式,因此二元一次不等式組表示的

平面區(qū)域是各個(gè)不等式表示的平面區(qū)域的交集,即各個(gè)不等式表示的平面區(qū)域的公共部分

X

生解:不等式(表示直線下方的區(qū)域;不等式(表示直線y=]上方的區(qū)域.取兩個(gè)區(qū)域重疊

的部分,下圖中的陰影部分就表示原不等式組的解集

4\

‘鍬蘇-12=0

師【例】某人準(zhǔn)備投資萬元興辦一所完全中學(xué).對教育市場進(jìn)行調(diào)查后,他得到了下面的數(shù)據(jù)表

格:(以班級為單位)

學(xué)段班級學(xué)生數(shù)配備教師數(shù)硬件建設(shè)萬元教師年薪萬元

初中班人

高中班人

分別用數(shù)學(xué)關(guān)系式和圖形表示上述限制條件

師若設(shè)開設(shè)初中班個(gè),高中班個(gè),根據(jù)題意,總共招生班數(shù)應(yīng)限制在之間,所以應(yīng)該有什么樣的限

生W

師考慮到所投資金的限制,又應(yīng)該得到什么

生XXW,即另外,開設(shè)的班數(shù)不能為負(fù),則把上面四個(gè)不等式合在一起,得到

20<x+y<30,

x+2j<40,

x>0,

y>0.

師用圖形表示這個(gè)限制條件,請同學(xué)完成

生得到圖中的平面區(qū)域(陰影部分

師例一個(gè)化肥廠生產(chǎn)甲、乙兩種混合肥料,生產(chǎn)車皮甲種肥料的主要原料是磷酸鹽噸,硝酸

鹽噸;生產(chǎn)車皮乙種肥料的主要原料是磷酸鹽噸,硝酸鹽噸.現(xiàn)庫存磷酸鹽噸,硝酸鹽噸,在此

基礎(chǔ)上生產(chǎn)這兩種混合肥料.列出滿足生產(chǎn)條件的數(shù)學(xué)關(guān)系式,并畫出相應(yīng)的平面區(qū)域

師若設(shè)、分別為計(jì)劃生產(chǎn)甲、乙兩種混合肥料的車皮數(shù),則應(yīng)滿足什么樣的條件

4x+y<10,

生—滿足以下條件《18x+15‘y<66,(*)

x>0,

y>0.

師在直角坐標(biāo)系中完成不等式組(*)所表示的平面區(qū)域

生課堂練習(xí)

y<x,

(),x+2y<4,

y>-2.

x<3,

1y>x,

3x+2y>6,

3y<x+9.

[方法引導(dǎo)]

上述過程分為思考、嘗試、猜想、證明、歸納來進(jìn)行,目的是分散難點(diǎn),層層遞進(jìn),突出

重點(diǎn),只要學(xué)生對舊知識掌握較好,完全有可能由學(xué)生主動去探求新知,得出正確解答

課堂小結(jié)

.處理實(shí)際問題,關(guān)鍵之處在于從題意中建立約束條件,實(shí)際上就是建立數(shù)學(xué)模型.這樣解

題時(shí),將所有的約束條件羅列出來,弄清約束條件,以理論指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)需要

.在實(shí)際應(yīng)用中,由二元一次不等式組構(gòu)成了約束條件,確定線性約束條件的可行域的方

法,與由二元一次不等式表示平面區(qū)域方法相同,即由不等式組表示這些平面區(qū)域的公共區(qū)

布置作業(yè)

課本第頁練習(xí).

板書設(shè)計(jì)

第課時(shí)

二元一次不等式(組)與平面區(qū)域

課堂小結(jié)例

第課時(shí)

二元一次不等式(組)與平面區(qū)域

例例

習(xí)題詳解

(課本笫頁練習(xí)

.分析:把已知條件用下表表示:

工作所需時(shí)間(單位分鐘)收益(單位:元)

打磨著色上漆

桌子

桌子

工作最長時(shí)間

解:設(shè)家具廠每天生產(chǎn)類桌子張類桌子張

對于類桌子,張桌子需要打磨個(gè)小時(shí),著色個(gè)小時(shí),上漆個(gè)小時(shí);對于類桌子,張桌子需要打磨.

個(gè)小時(shí),著色個(gè)小時(shí),上漆個(gè)小時(shí),而打磨工人每天工作最長時(shí)間是分鐘,所以有W.類似地W,

10x+5y<45Q

6x+12y<48Q

在實(shí)際問題中所以題目中包含的限制條件為《6x+9y445Q

x>0,

y>0.

備課資料

一、備用例題

l<x+y<4,

【例】設(shè)實(shí)數(shù)、滿足不等式組°.t求點(diǎn)()所在的平面區(qū)域

y+2>|2x-3|,

分析:必須使學(xué)生明確,求點(diǎn)()所在的平面區(qū)域,關(guān)鍵是確定區(qū)域的邊界線.可以從去掉絕對值

符號入手

l<x+y<4,fl<x+y<4,

解:已知的不等式組等價(jià)于,y+2N3—2乂或<y+2>2x-3,

2x-3<0[2x-3>0.

解得點(diǎn)()所在平面區(qū)域?yàn)橄聢D所示的陰影部分(含邊界).其中:

【例】某工廠要安排一種產(chǎn)品生產(chǎn),該產(chǎn)品有I、n、in三種型號,生產(chǎn)這種產(chǎn)品需要兩種主

要資源:原材料和勞動力,每件產(chǎn)品所需資源數(shù)量以及每件產(chǎn)品出售價(jià)格如下表所示:

IIIIII

貨源

原材料(千克件)

勞動力(小時(shí)件)

每天可利用的原材料為千克,勞動力為小時(shí),假定該產(chǎn)品只要生產(chǎn)出來即可銷售出去,試確定

三種型號產(chǎn)品的日產(chǎn)量,使總產(chǎn)值最大

分析:建立數(shù)學(xué)模型:

()用、、分別表示I、II、in三種型號的日產(chǎn)量

4X]+3X2+6七V12Q

()明確約束條件:<2七+4々+5與〈10(1

,>0,x2>0,x3>0.

4XI+3X2+6七<12Q

這樣,這個(gè)資源利用問題的數(shù)學(xué)模型為滿足約束條件■2為+4X2+5當(dāng)KI0Q的可行域.

X]>0,x2>0,x3>0

【例】某機(jī)械廠的車工分i、n兩個(gè)等級,各級車工每人每天加工能力,成品合格率如下表所

不:

級別加工能力(個(gè)人天)成品合格率()

I

II

工廠要求每天至少加工配件個(gè),車工每出一個(gè)廢品,工廠要損失元,現(xiàn)有I級車工人,n級車

工人,且工廠要求至少安排名II級車工,問如何安排工作?

解:首先據(jù)題意列出線性約束條件和目標(biāo)函數(shù).設(shè)需I、II級車工分別為人

線性約束條件:

97%*24Qr+95.5%*160y>240Q

<04x48,

6<y<12.

畫出線性約束條件的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示

據(jù)圖知點(diǎn)(,)應(yīng)為既滿足題意,又使目標(biāo)函數(shù)最小.然而點(diǎn)非整數(shù)點(diǎn).故在點(diǎn)上側(cè)作平行直線經(jīng)

過可行域內(nèi)的整點(diǎn),且與原點(diǎn)最近距離,可知(,)為滿足題意的整數(shù)解

二、閱讀材料

二元一次方程組的圖象解法

看一個(gè)二元一次方程=+.我們可以列表把這個(gè)方程的解表示出來:

??????

??????

由表中給出的有序?qū)崝?shù)對…

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