2019年高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)聚焦與擴(kuò)展 專題48 圓錐曲線的幾何性質(zhì).doc
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專題48 圓錐曲線的幾何性質(zhì) 【熱點(diǎn)聚焦與擴(kuò)展】 縱觀近幾年的高考試題,高考對(duì)橢圓的考查,主要考查以下幾個(gè)方面:一是考查橢圓的定義,與橢圓的焦點(diǎn)三角形結(jié)合,解決橢圓、三角形等相關(guān)問題;二是考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合橢圓的基本量之間的關(guān)系,利用待定系數(shù)法求解;三是考查橢圓的幾何性質(zhì),較多地考查離心率問題;四是考查直線與橢圓的位置關(guān)系問題,綜合性較強(qiáng),往往與向量結(jié)合,涉及方程組聯(lián)立,根的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系、弦長問題、不等式等. 高考對(duì)雙曲線的考查,主要考查以下幾個(gè)方面:一是考查雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合雙曲線的定義及雙曲線基本量之間的關(guān)系,利用待定系數(shù)法求解;二是考查雙曲線的幾何性質(zhì),較多地考查離心率、漸近線問題;三是考查雙曲線與圓、橢圓或拋物線相結(jié)合的問題,綜合性較強(qiáng).命題以小題為主,多為選擇題或填空題. 高考對(duì)拋物線的考查,主要考查以下幾個(gè)方面:一是考查拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,結(jié)合拋物線的定義及拋物線的焦點(diǎn),利用待定系數(shù)法求解;二是考查拋物線的幾何性質(zhì),較多地涉及準(zhǔn)線、焦點(diǎn)、焦準(zhǔn)距等;三是考查直線與拋物線的位置關(guān)系問題,綜合性較強(qiáng),往往與向量結(jié)合,涉及方程組聯(lián)立,根的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系、弦長問題等,其中,過焦點(diǎn)的直線較多.本文在分析研究近幾年高考題及各地模擬題的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)說明圓錐曲線的幾何性質(zhì)有關(guān)問題的解法與技巧,離心率問題在下一專題講述. (一)橢圓: 1、定義和標(biāo)準(zhǔn)方程: (1)平面上到兩個(gè)定點(diǎn)的距離和為定值(定值大于)的點(diǎn)的軌跡稱為橢圓,其中稱為橢圓的焦點(diǎn),稱為橢圓的焦距 (2)標(biāo)準(zhǔn)方程: ①焦點(diǎn)在軸上的橢圓:設(shè)橢圓上一點(diǎn),,設(shè)距離和,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,其中 ②焦點(diǎn)在軸上的橢圓:設(shè)橢圓上一點(diǎn),,設(shè)距離和,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:,其中 焦點(diǎn)在哪個(gè)軸上,則標(biāo)準(zhǔn)方程中哪個(gè)字母的分母更大 2、橢圓的性質(zhì):以焦點(diǎn)在軸的橢圓為例: (1):與長軸的頂點(diǎn)有關(guān):,稱為長軸長 :與短軸的頂點(diǎn)有關(guān):,稱為短軸長 :與焦點(diǎn)有關(guān):,稱為焦距 (2)對(duì)稱性:橢圓關(guān)于軸,軸對(duì)稱,且關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱 (3)橢圓上點(diǎn)的坐標(biāo)范圍:設(shè),則 (4)通徑:焦點(diǎn)弦長的最小值 ① 焦點(diǎn)弦:橢圓中過焦點(diǎn)的弦 ② 過焦點(diǎn)且與長軸垂直的弦 說明:假設(shè)過,且與長軸垂直,則,所以,可得.則 (5)離心率:,因?yàn)?,所? (6)焦半徑公式:稱到焦點(diǎn)的距離為橢圓的焦半徑 ① 設(shè)橢圓上一點(diǎn),則(可記為“左加右減”) ② 焦半徑的最值:由焦半徑公式可得:焦半徑的最大值為,最小值為 (7)焦點(diǎn)三角形面積:(其中) 證明: 且 因?yàn)?,所以,由此得到的推論? ① 的大小與之間可相互求出 ② 的最大值:最大最大最大為短軸頂點(diǎn) (二)雙曲線: 1、定義:平面上到兩個(gè)定點(diǎn)距離差的絕對(duì)值為一個(gè)常數(shù)(小于)的點(diǎn)的軌跡稱為雙曲線,其中稱為橢圓的焦點(diǎn),稱為橢圓的焦距;如果只是到兩個(gè)定點(diǎn)距離差為一個(gè)常數(shù),則軌跡為雙曲線的一支 2、標(biāo)準(zhǔn)方程: ① 焦點(diǎn)在軸:設(shè)雙曲線上一點(diǎn),,設(shè)距離差的絕對(duì)值,則雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為:,其中 ② 焦點(diǎn)在軸:設(shè)雙曲線上一點(diǎn),,設(shè)距離差的絕對(duì)值,則雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為:,其中 焦點(diǎn)在哪個(gè)軸上,則對(duì)應(yīng)字母作為被減數(shù) 2、雙曲線的性質(zhì):以焦點(diǎn)在軸的雙曲線為例: (1):與實(shí)軸的頂點(diǎn)有關(guān):,稱為實(shí)軸長 :與虛軸的頂點(diǎn)有關(guān):,稱為虛軸長 :與焦點(diǎn)有關(guān):,稱為焦距 (2)對(duì)稱性:雙曲線關(guān)于軸,軸對(duì)稱,且關(guān)于原點(diǎn)中心對(duì)稱 (3)雙曲線上點(diǎn)坐標(biāo)的范圍:設(shè),則有或, (4)離心率:,因?yàn)?,所以 (5)漸近線:當(dāng)或時(shí),雙曲線在向兩方無限延伸時(shí),會(huì)向某條直線無限靠近,但不相交,則稱這條直線為曲線的漸近線. ① 雙曲線漸近線的求法:無論雙曲線的焦點(diǎn)位于哪條軸上,只需讓右側(cè)的1變?yōu)?,再解出關(guān)于的直線即可.例如在中,求漸近線即解:,變形為,所以即為雙曲線的漸近線 ② 漸近線的幾何特點(diǎn):直線所圍成的矩形,其對(duì)角線即為雙曲線的漸近線 ③ 漸近線的作用:一是可以輔助作出雙曲線的圖像;二是漸近線的斜率也能體現(xiàn)的關(guān)系. (6)通徑: ① 內(nèi)弦:雙曲線同一支上的兩點(diǎn)連成的線段 外弦:雙曲線兩支上各取一點(diǎn)連成的線段 ②通徑:過雙曲線焦點(diǎn)的內(nèi)弦中長度的最小值,此時(shí)弦軸, (7)焦半徑公式:設(shè)雙曲線上一點(diǎn),左右焦點(diǎn)分別為,則 ① (可記為“左加右減”) ② 由焦半徑公式可得:雙曲線上距離焦點(diǎn)最近的點(diǎn)為雙曲線的頂點(diǎn),距離為 (8)焦點(diǎn)三角形面積:設(shè)雙曲線上一點(diǎn),則(其中) (三)拋物線: 1、定義:平面內(nèi)到一定點(diǎn)的距離等于到一條定直線(定點(diǎn)不在定直線上)的距離的點(diǎn)的軌跡為拋物線 2、拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程及焦點(diǎn)位置: (1)焦點(diǎn)在軸正半軸:,焦點(diǎn)坐標(biāo) (2)焦點(diǎn)在軸負(fù)半軸:,焦點(diǎn)坐標(biāo) (3)焦點(diǎn)在軸正半軸:,焦點(diǎn)坐標(biāo) (4)焦點(diǎn)在軸負(fù)半軸:,焦點(diǎn)坐標(biāo) 小結(jié):通過方程即可判斷出焦點(diǎn)的位置與坐標(biāo):那個(gè)字母是一次項(xiàng),則焦點(diǎn)在哪條軸上;其坐標(biāo)為一次項(xiàng)系數(shù)除以4,例如:,則焦點(diǎn)在軸上,且坐標(biāo)為 3、焦半徑公式:設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為,,則 4、焦點(diǎn)弦長:設(shè)過拋物線焦點(diǎn)的直線與拋物線交于,則(,再由焦半徑公式即可得到) 【經(jīng)典例題】 例1.【2017課標(biāo)3,理5】已知雙曲線C: (a>0,b>0)的一條漸近線方程為,且與橢圓有公共焦點(diǎn),則C的方程為( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 則雙曲線 的方程為 . 故選B. 點(diǎn)睛:求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法是待定系數(shù)法.具體過程是先定形,再定量,即先確定雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的形式,然后再根據(jù)a,b,c,e及漸近線之間的關(guān)系,求出a,b的值.如果已知雙曲線的漸近線方程,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可利用有公共漸近線的雙曲線方程為,再由條件求出λ的值即可. 例2.【2017山東,理14】在平面直角坐標(biāo)系中,雙曲線的右支與焦點(diǎn)為的拋物線交于兩點(diǎn),若,則該雙曲線的漸近線方程為 . 【答案】 點(diǎn)睛:1.在雙曲線的幾何性質(zhì)中,漸近線是其獨(dú)特的一種性質(zhì),也是考查的重點(diǎn)內(nèi)容.對(duì)漸近線:(1)掌握方程;(2)掌握其傾斜角、斜率的求法;(3)會(huì)利用漸近線方程求雙曲線方程的待定系數(shù). 求雙曲線方程的方法以及雙曲線定義和雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程的應(yīng)用都和與橢圓有關(guān)的問題相類似.因此,雙曲線與橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可統(tǒng)一為的形式,當(dāng),,時(shí)為橢圓,當(dāng)時(shí)為雙曲線. 2.凡涉及拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離時(shí),一般運(yùn)用定義轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線距離處理. 例3.已知雙曲線的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,則該雙曲線的焦點(diǎn)到其漸近線的距離等于( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】先從常系數(shù)方程入手,拋物線的焦點(diǎn)為,即雙曲線中的,所以,從而雙曲線方程為:,其漸近線方程:,由對(duì)稱性可得焦點(diǎn)到兩漸近線的距離相等,不妨選擇,右焦點(diǎn),所以 答案:A 點(diǎn)睛:(1)一道題含多個(gè)圓錐曲線方程,往往以某些特殊點(diǎn)(焦點(diǎn),頂點(diǎn))為橋梁聯(lián)接這些方程,在處理時(shí)通常以其中一個(gè)曲線方程(不含參)為入手點(diǎn),確定特殊點(diǎn)的坐標(biāo),進(jìn)而解出其他圓錐曲線的要素. 例4.【2018屆湖南省湘潭市四?!恳阎菣E圓:的左焦點(diǎn),為上一點(diǎn),,則的最小值為( ) A. B. C. D. 【答案】D 所以 例5.【2018屆重慶市第三次抽測(cè)】直線過拋物線的焦點(diǎn)F且與拋物線交于A,B兩點(diǎn),則 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】分析:是焦半徑,故可用焦半徑公式把轉(zhuǎn)化為,聯(lián)立直線方程和拋物線方程后再利用韋達(dá)定理可求此值. 點(diǎn)睛:圓錐曲線中的定值問題,需要把目標(biāo)代數(shù)式轉(zhuǎn)化為關(guān)于(或)的代數(shù)式(為直線與圓錐曲線的兩個(gè)交點(diǎn)),通過聯(lián)立方程組消元后利用韋達(dá)定理求定值. 例6.【2018屆天津市部分區(qū)質(zhì)量調(diào)查(二)】設(shè)分別是雙曲線的左、右焦點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),過左焦點(diǎn)作直線與圓切于點(diǎn),與雙曲線右支交于點(diǎn),且滿足, ,則雙曲線的方程為( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】分析:根據(jù)圓的半徑得出,根據(jù)中位線定理和勾股定理計(jì)算,從而得出,即可得出雙曲線的方程. 詳解:∵為圓上的點(diǎn), 例7.【2018屆河南省鄭州市第三次預(yù)測(cè)】已知為橢圓上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)作圓的兩條切線,切點(diǎn)分別是,則的取值范圍為( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】分析:由題意設(shè)PA與PB的夾角為,通過解直角三角形求出PA,PB的長,由向量的數(shù)量積公式表示出,利用三角函數(shù)的二倍角公式化簡,然后換元后利用基本不等式求出最值. 詳解:如圖,由題意設(shè),則, ∴, 故選C. 例8.【2018屆河北省唐山市三?!恳阎菕佄锞€上任意一點(diǎn),是圓上任意一點(diǎn),則的最小值為( ) A. B. 3 C. D. 【答案】D 【解析】分析:可設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,由圓方程得圓心坐標(biāo),求出的最小值,根據(jù)圓的幾何性質(zhì)即可得到的最小值. 詳解:設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,由圓的方程可得圓心坐標(biāo), , , 是圓上任意一點(diǎn), 的最小值為,故選D. 例9.已知拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)為拋物線上任意一點(diǎn),若點(diǎn),則的最小值為___________. 【答案】5 點(diǎn)睛:該題考查的是拋物線上的動(dòng)點(diǎn)到拋物線內(nèi)一個(gè)定點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離和的最小值問題,在解題的過程中,利用拋物線的定義,將拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為到其準(zhǔn)線的距離,結(jié)合圖形,可以斷定當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)滿足條件,最小值為定點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,利用公式求得結(jié)果. 例10.【2018屆山東省威海市二?!繏佄锞€的焦點(diǎn)為,是拋物線上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,過作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足為,若,則的最大值為______. 【答案】 【解析】分析:設(shè)|PF|=2a,|QF|=2b,.由拋物線定義得|PQ|=a+b,由余弦定理可得(a+b)2=4a2+4b2﹣8abcosθ,進(jìn)而根據(jù)基本不等式,求得的θ取值范圍,從而得到本題答案. ∴cosθ=,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào), ∴θ≤, 故答案為: 點(diǎn)睛:(1)本題主要考查拋物線的簡單幾何性質(zhì),考查直線和拋物線的位置關(guān)系和基本不等式等,意在考查學(xué)生對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)的掌握能力和分析推理能力. (2)解答本題的關(guān)鍵有二,其一是要聯(lián)想到拋物線的定義解題,從而比較簡潔地求出MN和PQ,其二是得到后要會(huì)利用基本不等式求最值. 【精選精練】 1.【2018屆山西省大同市與陽泉市第二次監(jiān)測(cè)】已知橢圓的左焦點(diǎn)為,過點(diǎn)作傾斜角為的直線與圓相交的弦長為,則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為( ) A. B. C. D. 【答案】B 由直線與圓相交的弦長為, 可得,解得, 則橢圓方程為,故選B. 點(diǎn)睛:本題主要考查待定系數(shù)求橢圓方程以及直線與橢圓的位置關(guān)系和數(shù)量積公式,屬于難題.用待定系數(shù)法求橢圓方程的一般步驟;①作判斷:根據(jù)條件判斷橢圓的焦點(diǎn)在軸上,還是在軸上,還是兩個(gè)坐標(biāo)軸都有可能;②設(shè)方程:根據(jù)上述判斷設(shè)方程或 ;③找關(guān)系:根據(jù)已知條件,建立關(guān)于、、的方程組;④得方程:解方程組,將解代入所設(shè)方程,即為所求. 2.【2018屆江西省南昌市二?!恳阎p曲線的兩焦點(diǎn)分別是,雙曲線在第一象限部分有一點(diǎn),滿足,若圓與三邊都相切,則圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為( ) A. B. C. D. 【答案】A 3.【2018屆河南省洛陽市三統(tǒng)】已知雙曲線的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,則該雙曲線的焦點(diǎn)到其漸近線的距離等于( ) A. B. 3 C. 5 D. 【答案】A 【解析】分析:首先求出拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo),之后利用雙曲線的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,,先求出,再求出雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo)和漸近線方程,之后應(yīng)用點(diǎn)到直線的距離公式求得結(jié)果. 詳解:因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)坐標(biāo)為, 依題意,,所以, 所以雙曲線的方程為, 所以其漸近線方程為, 所以雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)到漸近線的距離為,故選A. 4.【2018屆山西省大同市與陽泉市第二次監(jiān)測(cè)】已知雙曲線 的離心率為,其一條漸近線被圓截得的弦長為,則實(shí)數(shù)的值為( ) A. 3 B. 1 C. D. 2 【答案】D 【解析】分析:由離心率公式,可得a=b,求得漸近線方程,以及圓的圓心和半徑,求得圓心到直線的距離,由弦長公式,解方程可得所求值. 詳解:由題可得:c=,即有a=b,漸近線方程為y=x,圓(x-m)2+y2=4(m>0)的圓心為(m,0),半徑為2,可得圓心到直線的距離為d=,則直線被圓截得的弦長為,解得m=2(-2舍去),故選:D. 5.【2018屆重慶市三診】已知拋物線的焦點(diǎn)為,以為圓心的圓與拋物線交于兩點(diǎn),與拋物線的準(zhǔn)線交于兩點(diǎn),若四邊形為矩形,則矩形的面積是( ) A. B. C. D. 3 【答案】A 所以, 從而求得四邊形的面積為. 點(diǎn)睛:該題考查的是有關(guān)拋物線及圓的有關(guān)性質(zhì)以及矩形的面積公式,在解題的過程中,MN和PQ關(guān)于圓心對(duì)稱是最關(guān)鍵的一步,此時(shí)可以求得點(diǎn)M的橫坐標(biāo),借助于拋物線的方程,求得其縱坐標(biāo),從而求得對(duì)應(yīng)的邊長,利用面積公式,求得結(jié)果. 6.【2018屆重慶市巴蜀中學(xué)月考九】已知拋物線,直線與拋物線交于兩點(diǎn),若中點(diǎn)的坐標(biāo)為,則原點(diǎn)到直線的距離為( ) A. B. C. D. 【答案】D ,故選D. 7.【2018屆四川省沖刺演練(一)】為橢圓:上一動(dòng)點(diǎn),,分別為左、右焦點(diǎn),延長至點(diǎn),使得,記動(dòng)點(diǎn)的軌跡為,設(shè)點(diǎn)為橢圓短軸上一頂點(diǎn),直線與交于,兩點(diǎn),則_______. 【答案】 【解析】分析:利用橢圓的定義以及已知條件轉(zhuǎn)化求解即可 詳解:∵|PF1|+|PF2|=2a=2,|PQ|=|PF2|,所以|PF1|+|PQ|=|QF1|=2. 動(dòng)點(diǎn)Q的軌跡為Ω,為以F1為圓心半徑為的圓, ∵|BF1|=|BF2|=.|F1F2|=2,∴BF1⊥BF2, 則|MN|=2=2. 故答案為:2. 8.如圖,拋物線和圓,其中,直線經(jīng)過的焦點(diǎn),依次交于四點(diǎn),則的值為______. 【答案】 【解析】分析:設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為F,易得:|AB|=|AF|﹣|BF=x1+﹣=x1,同理可知|CD|=x2,從而求出?. 同理|CD|=x2, ∴?=||?||?cos<>=x1x2=. 故答案為:. 點(diǎn)睛:1.凡涉及拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)距離時(shí),一般運(yùn)用定義轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線距離處理.本題中充分運(yùn)用拋物線定義實(shí)施轉(zhuǎn)化,其關(guān)鍵在于求點(diǎn)的坐標(biāo). 2.若為拋物線上一點(diǎn),由定義易得;若過焦點(diǎn)的弦的端點(diǎn)坐標(biāo)為,則弦長為可由根與系數(shù)的關(guān)系整體求出;若遇到其他標(biāo)準(zhǔn)方程,則焦半徑或焦點(diǎn)弦長公式可由數(shù)形結(jié)合的方法類似地得到. 9.設(shè)拋物線的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為,為拋物線上一點(diǎn),過作,為垂足,如果直線的斜率為,那么________________ 【答案】. 由可得A點(diǎn)坐標(biāo)為 ∵PA⊥l,A為垂足, ∴P點(diǎn)縱坐標(biāo)為,代入拋物線方程,得P點(diǎn)坐標(biāo)為(6,), ∴. 故答案為8. 10.【2018屆山東省煙臺(tái)市高三高考適應(yīng)性練習(xí)(一)】已知拋物線的焦點(diǎn)為是拋物線上一點(diǎn),若的延長線交軸的正半軸于點(diǎn),交拋物線的準(zhǔn)線于點(diǎn),且,則=__________. 【答案】3 【解析】分析:畫出圖形后結(jié)合拋物線的定義和三角形的相似求解即可. 詳解:畫出圖形如下圖所示.由題意得拋物線的焦點(diǎn),準(zhǔn)線為. 設(shè)拋物線的準(zhǔn)線與y軸的交點(diǎn)為,過M作準(zhǔn)線的垂線,垂足為,交x軸于點(diǎn). 即,解得. 11.【2018屆湖南省長郡中學(xué)一模】已知直線過拋物線的焦點(diǎn),且與的對(duì)稱軸垂直,與交于、兩點(diǎn),,為的準(zhǔn)線上一點(diǎn),則的面積為__________. 【答案】36 【解析】分析:可由得出,從而可得拋物線方程,拋物線的準(zhǔn)線方程,因此的邊上的高易得. 詳解:不妨設(shè)拋物線方程為,,,∴準(zhǔn)線方程為,到直線的距離為6,∴. 故答案為36. 點(diǎn)睛:過拋物線的焦點(diǎn)與對(duì)稱軸垂直的弦是拋物線的通徑,通徑長為. 12.【2018屆廣東省湛江市二?!科矫嬷苯亲鴺?biāo)系 中,橢圓( )的離心率,,分別是橢圓的左、右兩個(gè)頂點(diǎn),圓的半徑為,過點(diǎn)作圓的切線,切點(diǎn)為,在軸的上方交橢圓于點(diǎn).則__________. 【答案】 【解析】分析:由題意首先設(shè)出橢圓方程,結(jié)合幾何關(guān)系確定直線的斜率,然后由弦長公式求得弦長,最后求解的值即可. 詳解:如圖所示,設(shè), 即, 由弦長公式可得:, 在中,, 故.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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