2019_2020学年新教材高中数学第五章三角函数 5.2 三角函数的概念课件+学案含答案(4份打包)新人教A版必修第一册

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名称 2019_2020学年新教材高中数学第五章三角函数 5.2 三角函数的概念课件+学案含答案(4份打包)新人教A版必修第一册
格式 zip
文件大小 2.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2020-03-28 13:26:24

文档简介

(共32张PPT)
5.2.1 三角函数的概念


1.能用三角函数的定义进行计算.
2.熟记正弦、余弦、正切在各象限的符号,并能进行简单的应用.
3.会利用诱导公式一进行有关计算.

1.任意角的三角函数的定义
前提 如图,设α是一个任意角,α∈R,它的终边OP与单位圆交于点P(x,y)
定义 正弦 点P的纵坐标y叫做α的正弦,记作sinα,即y=sinα
余弦 点P的横坐标x叫做α的余弦,记作cosα,即x=cosα
正切 把点P的纵坐标与横坐标的比值叫做α的正切,记作tanα,即tanα=(x≠0)
三角 函数 正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上的点的坐标或坐标的比值为函数值的函数,将正弦函数、余弦函数、正切函数统称为三角函数,记为 正弦函数y=sinx(x∈R) 余弦函数y=cosx(x∈R) 正切函数y=tanx

温馨提示:(1)在任意角的三角函数的定义中,应该明确α是一个任意角.
(2)三角函数值是比值,是一个实数,这个实数的大小和P(x,y)所在终边上的位置无关,而由角α的终边位置决定.
(3)要明确sinx是一个整体,不是sin与x的乘积,它是“正弦函数”的一个记号,就如f(x)表示自变量为x的函数一样,离开自变量的“sin”“cos”“tan”等是没有意义的.
2.三角函数值的符号
如图所示:

正弦:一二象限正,三四象限负;
余弦:一四象限正,二三象限负;
正切:一三象限正,二四象限负.
简记口诀:一全正、二正弦、三正切、四余弦.
3.诱导公式一

即终边相同的角的同一三角函数值相等.

1.若角α与β的终边相同,根据三角函数的定义,你认为sinα与sinβ,cosα与cosβ,tanα与tanβ之间有什么关系?
[答案] sinα=sinβ,cosα=cosβ,tanα=tanβ
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若α=β+720°,则cosα=cosβ.(  )
(2)若sinα=sinβ,则α=β.(  )
(3)已知α是三角形的内角,则必有sinα>0.(  )
(4)任意角α的正弦值sinα、余弦值cosα、正切值tanα都有意义.(  )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)×

题型一任意角的三角函数的定义及其应用
【典例1】 (1)若角α的终边经过点P(5,-12),则sinα=________,cosα=________,tanα=________.
(2)已知角α的终边落在直线x+y=0上,求sinα,cosα,tanα的值.
[思路导引] 利用三角函数的定义求解.
[解析] (1)∵x=5,y=-12,∴r==13,
则sinα==-,cosα==,tanα==-.
(2)直线x+y=0,即y=-x,经过第二、四象限,在第二象限取直线上的点(-1,),则r==2,所以sinα=,cosα=-,tanα=-;在第四象限取直线上的点(1,-),则r==2,所以sinα=-,cosα=,tanα=-.
[答案] (1)-  - (2)见解析


 求任意角的三角函数值的2种方法
方法一:根据定义,寻求角的终边与单位圆的交点P的坐标,然后利用定义得出该角的正弦、余弦、正切值.
方法二:第一步,取点:在角α的终边上任取一点P(x,y),(P与原点不重合);
第二步,计算r:r=|OP|=;
第三步,求值:由sinα=,cosα=,tanα=(x≠0)求值.
在运用上述方法解题时,要注意分类讨论思想的运用.
[针对训练]
1.已知角α的终边经过点P(1,-1),则sinα的值为(  )
A. B.
C. D.-
[解析] ∵α的终边经过点P(1,-1),
∴sinα==-.
[答案] D
2.已知角α的终边与单位圆的交点为(y<0),则sinαtanα=________.
[解析] ∵α的终边与单位圆的交点为,
∴2+y2=1,即y2=.
又∵y<0,∴y=-.
∴sinα=-,tanα=,
sinαtanα=-×=-.
[答案] -
题型二三角函数在各象限的符号问题
【典例2】 判断下列各式的符号:
(1)sin105°·cos230°;
(2)cos3·tan.
[思路导引] 利用三角函数在各象限的符号判断.
[解] (1)因为105°,230°分别为第二、三象限角,所以sin105°>0,cos230°<0.于是sin105°·cos230°<0.
(2)因为<3<π,所以3是第二象限角,所以cos3<0,又因为-是第三象限角,所以tan>0,所以cos3·tan<0.


 判断三角函数值正负的2个步骤
(1)定象限:确定角α所在的象限.
(2)定符号:利用三角函数值的符号规律,即“一全正,二正弦,三正切,四余弦”来判断.
注意:若sinα>0,则α的终边不一定落在第一象限或第二象限内,有可能终边落在y轴的非负半轴上.
[针对训练]
3.设θ是第三象限角,且满足=-sin,则角为第________象限角.
[解析] 因为θ是第三象限角,所以π+2kπ<θ<π+2kπ,k∈Z,所以+kπ<<π+kπ,k∈Z,所以角为第二、四象限角.又因为=-sin,
所以sin<0,所以为第四象限角.
[答案] 四
题型三诱导公式一的应用
【典例3】 求下列各式的值:
(1)cos+tan;
(2)sin810°+tan1125°+cos420°.
[思路导引] 利用诱导公式将角化到0°~360°范围内,再求解.
[解] (1)原式=cos+tan
=cos+tan=+1=.
(2)原式=sin(2×360°+90°)+tan(3×360°+45°)+
cos(360°+60°)=sin90°+tan45°+cos60°=1+1+=.


(1)公式一的实质是终边相同的角的同名三角函数值相等.利用它可将大角转化为[0,2π)范围内的角,再借助特殊角的三角函数值达到化简求值的目的.
(2)熟记一些特殊角的三角函数值.

[针对训练]
4.计算下列各式的值:
(1)sin(-1395°)cos1110°+cos(-1020°)sin750°;
(2)sin+cos·tan4π.
[解] (1)原式=sin(-4×360°+45°)cos(3×360°+30°)+cos(-3×360°+60°)sin(2×360°+30°)=sin45°cos30°+cos60°sin30°=×+×=+=.
(2)原式=sin+cos·tan(4π+0)=sin+cos×0=.

课堂归纳小结
1.正弦、余弦、正切都是以角为自变量,以单位圆上点的坐标或比值为函数值的函数.
2.角α的三角函数值的符号只与角α所在象限有关,角α所在象限确定,则三角函数值的符号一定确定,规律是“一全正,二正弦,三正切,四余弦”.
3.公式一的理解
(1)公式一的实质:是说终边相同的角的三角函数值相
等,即角α的终边每绕原点旋转一周,函数值将重复出现一次,体现了三角函数特有的“周而复始”的变化规律.
(2)公式一的作用
利用诱导公式一可把负角的三角函数化为0~2π间角的三角函数,亦可把大于2π的角的三角函数化为0~2π间角的三角函数,即实现了“负化正,大化小”.

1.已知角α的终边经过点(-4,3),则cosα=(  )
A. B.
C.- D.-
[解析] ∵x=-4,y=3,∴r==5,
∴cosα===-,故选D.
[答案] D
2.sin的值等于(  )
A. B.-
C. D.-
[解析] ∵sin=sin=sin=,∴选A.
[答案] A
3.若sinα<0且tanα>0,则α的终边在(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
[解析] 由于sinα<0,则α的终边在第三或第四象限或y轴非正半轴上,又tanα>0,则α的终边在第一或第三象限,所以α的终边在第三象限.
[答案] C
4.已知角α的终边经过点P(m,-6),且cosα=-,则m=________.
[解析] ∵cosα=-<0,∴α角应为第二或第三象限角,又∵y=-6<0,∴α为第三象限角,∴m<0
又∵-=,∴m=-8.
[答案] -8
5.求值:tan405°-sin450°+cos750°.
[解] tan405°-sin450°+cos750°
=tan(360°+45°)-sin(360°+90°)+cos(720°+30°)
=tan45°-sin90°+cos30°
=1-1+=
课后作业(三十九)
复习巩固
一、选择题
1.已知角α的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边过点,则tanα的值为(  )
A.- B.-
C.- D.-
[解析] 由正切函数的定义可得,tanα==-.
[答案] A
2.若-<α<0,则点Q(cosα,sinα)位于(  )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
[解析] 因为-<α<0,
所以cosα>0,且sinα<0,
所以点Q(cosα,sinα)在第四象限,选D.
[答案] D
3.若角α的终边过点(2sin30°,-2cos30°),则sinα的值等于(  )
A. B.-
C.- D.-
[解析] ∵x=2sin30°=1,y=-2cos30°=-,
∴r==2,∴sinα==-,选C.
[答案] C
4.若sinθA.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
[解析] 由条件可知cosθ>0,sinθ<0,则θ为第四象限角,故选D.
[答案] D
5.给出下列函数值:①sin(-1000°);②cos;③tan2,其中符号为负的个数为(  )
A.0 B.1
C.2 D.3
[解析] ①sin(-1000°)=sin(-1080°+80°)
=sin80°>0
②cos>0
③∵<2<π,∴tan2<0,只有③符合,∴选B.
[答案] B
二、填空题
6.tan等于________.
[解析] tan=tan=tan=.
[答案] 
7.设a<0,角α的终边经过点P(-3a,4a),则sinα+2cosα的值等于________.
[解析] ∵a<0,角α的终边经过点P(-3a,4a),∴点P与原点的距离r=-5a,sinα=-,cosα=,∴sinα+2cosα=.
[答案] 
8.若角α的终边落在直线x+y=0上,则+=________.
[解析] ∵角α的终边在直线x+y=0上
∴角α的终边落在二、四象限角平分线上,
且|sinα|=|cosα|
若α在第二象限,sinα>0,cosα<0
∴+=+=0
若α在第四象限,sinα<0,cosα>0
∴+=+=0.
[答案] 0
三、解答题
9.化简下列各式:
(1)sinπ+cosπ+cos(-5π)+tan;
(2)a2sin810°-b2cos900°+2abtan1125°.
[解] (1)原式=sinπ+cos+cosπ+1
=-1+0-1+1=-1.
(2)原式=a2sin90°-b2cos180°+2abtan(3×360°+45°)
=a2+b2+2abtan45°=a2+b2+2ab=(a+b)2.
10.已知角θ的终边上一点P(-,m),且sinθ=m.求cosθ与tanθ.
[解] 由题意得sinθ==m,
若m=0,则cosθ=-1,tanθ=0.
若m≠0,则m=±.
当m=时,cosθ=-,tanθ=-;
当m=-时,cosθ=-,tanθ=.
综合运用
11.sin2·cos3·tan5的值(  )
A.大于0 B.小于0
C.等于0 D.不能确定
[解析] ∵2 rad为第二象限角,∴sin2>0;3 rad为第二象限角,∴cos3<0;5 rad为第四象限角,∴tan5<0,
∴sin2·cos3·tan5>0,选A.
[答案] A
12.若△ABC的两内角A,B满足sinA·cosB<0,则此三角形的形状为(  )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.不能确定
[解析] 由题意知00.又sinAcosB<0,∴cosB<0,∴[答案] B
13.已知角α的终边经过点(3a-9,a+2),且sinα>0,cosα≤0,则实数a的取值范围是________.
[解析] ∵点(3a-9,a+2)在角α的终边上,sinα>0,cosα≤0,∴解得-2[答案] (-2,3]
14.sin+cos-tan的值为________.
[解析] sin+cos-tan
=sin+cos-tan
=sin+cos-tan
=+-1=0.
[答案] 0
15.已知=-,且lgcosα有意义.
(1)试判断角α是第几象限角;
(2)若角α的终边上一点是M,且|OM|=1(O为坐标原点),求m的值及sinα的值.
[解] (1)因为=-,得|sinα|=-sinα,且sinα≠0,所以sinα<0.
由lgcosα有意义可知cosα>0,
所以角α是第四象限角.
(2)因为|OM|=1,所以2+m2=1,解得m=±.
又α是第四象限角,故m<0,从而m=-.
由正弦函数的定义可知,
sinα====-.



1
(共27张PPT)
5.2.2 同角三角函数的基本关系


1.能通过三角函数的定义推导出同角三角函数的基本关系式.
2.理解同角三角函数的基本关系式.
3.能运用同角三角函数的基本关系式进行三角函数式的化简、求值和证明.

同角三角函数的基本关系式
(1)平方关系:sin2α+cos2α=1.
(2)商数关系:tanα=.
这就是说,同一个角α的正弦、余弦的平方和等于1,商等于角α的正切(α≠kπ+,k∈Z).
温馨提示:(1)注意“同角”,这里“同角”有两层含义,一是“角相同”,二是对“任意”一个角(在使函数有意义的前提下)都成立,即与角的表达形式无关,如sin23α+cos23α=1成立,但是sin2α+cos2β=1就不一定成立.
(2)sin2α是(sinα)2的简写,读作“sinα的平方”,不能将sin2α写成sinα2,前者是α的正弦的平方,后者是α2的正弦.
(3)注意同角三角函数的基本关系式都是对于使它们有意义的角而言的,sin2α+cos2α=1对一切α∈R恒成立,而tanα=仅对α≠+kπ(k∈Z)成立.

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对任意角α,sin2+cos2=1都成立.(  )
(2)对任意角α,=tan2α都成立.(  )
(3)若cosα=0,则sinα=1.(  )
(4)若sinα=,则cosα==.(  )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×

题型一利用同角三角函数的基本关系式求值
【典例1】 (1)已知cosα=-,求sinα和tanα.
(2)已知tanα=3,求的值.
[思路导引] 利用同角三角函数的基本关系式求解.
[解] (1)sin2α=1-cos2α=1-2=2,
因为cosα=-<0,所以α是第二或第三象限角,
当α是第二象限角时,sinα=,tanα==-;
当α是第三象限角时,sinα=-,tanα==.
(2)原式===-.
[变式] (1)由本例(2)条件变为:“=2”,求的值.
(2)若本例(2)条件不变,求sin2α+cos2α的值.
[解] (1)由=2得tanα=3,
所以原式===.
(2)原式=
===.



 已知三角函数值求其他三角函数值的方法
(1)若已知sinα=m,可以先应用公式cosα=±求得cosα的值,再由公式tanα=求得tanα的值.
(2)若已知cosα=m,可以先应用公式sinα=±求得sinα的值,再由公式tanα=求得tanα的值.
(3)已知tanα=m,可以求或的值,将分子分母同除以cosα或cos2α,化成关于tanα的式子,从而达到求值的目的.
(4)对于asin2α+bsinαcosα+ccos2α的求值,可看成分母是1,利用1=sin2α+cos2α进行代替后分子分母同时除以cos2α,得到关于tanα的式子,从而可以求值.

[针对训练]
1.已知sinα=,并且α是第二象限角,求cosα和tanα.
[解] cos2α=1-sin2α=1-2=2,又α是第二象限角,所以cosα<0,cosα=-,tanα==-.
2.已知sinα+2cosα=0,求2sinαcosα-cos2α的值.
[解] 由sinα+2cosα=0,得tanα=-2.
所以2sinαcosα-cos2α==
==-1.
题型二三角函数式的化简
【典例2】 化简:(1)-;
(2).
[思路导引] 结合题目特点,利用平方关系求解.
[解] (1)-

===-2tan2α.
(2)=
==1.



三角函数式的化简技巧
(1)化切为弦,即把正切函数都化为正、余弦函数,从而减少函数名称,达到化繁为简的目的.
(2)对于含有根号的,常把根号里面的部分化成完全平方式,然后去根号达到化简的目的.
(3)对于化简含高次的三角函数式,往往借助于因式分解,或构造sin2α+cos2α=1,以降低次数,达到化简的目的.

[针对训练]
3.化简:tanα,其中α是第二象限角.
[解] 因为α是第二象限角,所以sinα>0,cosα<0.
原式=tanα=tanα
=·=·=-1.
4.化简:sin2α+sin2β-sin2αsin2β+cos2αcos2β.
[解] 原式=sin2α(1-sin2β)+sin2β+cos2αcos2β
=sin2αcos2β+cos2αcos2β+sin2β
=(sin2α+cos2α)cos2β+sin2β=1.
题型三证明简单的三角恒等式
【典例3】 求证:=.
[思路导引] 从一边证明,使它等于另一边.
[证明] ∵右边=
==
==
=左边,
∴原等式成立.


 证明三角恒等式常用的方法
(1)从一边开始,证得它等于另一边,一般是由比较复杂的一边开始化简到另一边,其依据是相等关系的传递性.
(2)左右归一法:即证明左右两边都等于同一个式子,其依据是等于同一个量的两个量相等.
(3)综合法:即由一个已知成立的等式(如公式等)恒等变形得到所要证明的等式,其依据是等价转化的思想.
(4)比较法:即证左边-右边=0或证=1.

[针对训练]
5.求证:·=1.
[证明] ·=·
=·===1.
课堂归纳小结
1.利用同角三角函数的基本关系式,可以由一个角的一个三角函数值,求出这个角的其它三角函数值.
2.利用同角三角函数的关系式可以进行三角函数式的化简,结果要求:
(1)项数尽量少;(2)次数尽量低;(3)分母、根式中尽量
不含三角函数;(4)能求值的尽可能求值.
3.在进行三角函数式的化简或求值时,细心观察题目的特征,灵活、恰当地选用公式,统一角、统一函数、降低次数是三角函数关系式变形的出发点.利用同角三角函数的基本关系主要是统一函数,要掌握“切化弦”和“弦化切”的方法.


1.下列等式中恒成立的个数为(  )
①sin21=1-cos21;
②sin2α+cos2α=sin23+cos23;
③sinα=tanαcosα.
A.1 B.2
C.3 D.0
[解析] ①②③都正确,故选C.
[答案] C
2.已知α是第四象限角,cosα=,则sinα等于(  )
A. B.-
C. D.-
[解析] ∵sin2θ+cos2θ=1,∴sin2θ=1-cos2θ=1-=,又∵α是第四象限角,∴sinα<0,即sinθ=-.
[答案] B
3.化简(1-cosα)的结果是(  )
A.sinα B.cosα
C.1+sinα D.1+cosα
[解析] (1-cosα)=(1-cosα)===sinα.
[答案] A
4.已知sinα=,则sin4α-cos4α的值为(  )
A.- B.-
C. D.
[解析] sin4α-cos4α=sin2α-cos2α=2sin2α-1
=-1=-.
[答案] B
5.若tanθ=-2,求sinθcosθ.
[解] ∵sinθcosθ==
=,而tanθ=-2,
∴原式==-.
课内拓展 课外探究
sinα±cosα与sinαcosα关系的应用
sinα+cosα,sinα-cosα,sinαcosα三个式子中,已知其中一个,可以求其它两个,即“知一求二”,它们之间的关系是(sinα±cosα)2=1±2sinαcosα.
【典例】 已知sinα+cosα=,α∈(0,π),求:
(1)sinαcosα;(2)sinα-cosα;(3)sin3α+cos3α.
[解] (1)由sinα+cosα=,
平方得2sinαcosα=-,∴sinαcosα=-.
(2)∵(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα=1+=,
∴sinα-cosα=±.
又由(1)知sinαcosα<0,∴α∈,
∴sinα>0,cosα<0,∴sinα-cosα=.
(3)∵sin3α+cos3α
=(sinα+cosα)(sin2α-sinαcosα+cos2α)
=(sinα+cosα)(1-sinαcosα),
由(1)知sinαcosα=-,且sinα+cosα=,
∴sin3α+cos3α=×
=×=.
[点评] (1)已知sinα±cosα,sinαcosα中的一个,求其它两个的问题,一般利用三角恒等式,采用整体代入的方法求解,涉及的三角恒等式有:
①(sinα+cosα)2=1+2sinαcosα;
②(sinα-cosα)2=1-2sinαcosα;
③(sinα+cosα)2+(sinα-cosα)2=2;
④(sinα-cosα)2=(sinα+cosα)2-4sinαcosα.
(2)求sinα+cosα或sinα-cosα的值,要注意根据角的终边位置,利用三角函数线判断它们的符号.
课后作业(四十)
复习巩固
一、选择题
1.若α是第四象限角,tanα=-,则sinα等于(  )
A. B.-
C. D.-
[解析] 因为α是第四象限角,tanα=-,所以=-.
又sin2α+cos2α=1.所以sinα=-.故选D.
[答案] D
2.若cosα=,则tanαsinα=(  )
A. B.
C. D.
[解析] 由cosα=得|sinα|=,所以tanαsinα==×=.
[答案] A
3.若sinα+sin2α=1,则cos2α+cos4α等于(  )
A.0 B.1
C.2 D.3
[解析] ∵cos2α+cos4α=cos2α(1+cos2α)
=(1-sin2α)(1-sin2α+1)
∵sinα+sin2α=1,∴1-sin2α=sinα
∴原式=sinα·(sinα+1)=sin2α+sinα=1.
[答案] B
4.化简的结果为(  )
A.sin1-cos1 B.cos1-sin1
C.sin1+cos1 D.-sin1-cos1
[解析] 易知sin1>cos1,所以==sin1-cos1.故选A.
[答案] A
5.已知sinα·cosα=,且<α<,则cosα-sinα的值为(  )
A. B.
C.- D.±
[解析] (cosα-sinα)2=1-2sinαcosα=,因为<α<,所以sinα>cosα,所以cosα-sinα=-.故选C.
[答案] C
二、填空题
6.若=1,则tanα的值为________.
[解析] =1化为=1,
所以2tanα+1=3tanα-2,所以tanα=3.
[答案] 3
7.已知sinθ=,且sinθ-cosθ>1,则tanθ等于________.
[解析] 因为sinθ-cosθ>1,所以cosθ<0,所以cosθ=-=-,所以tanθ==-.
[答案] -
三、解答题
8.化简:-(α为第二象限角).
[解] ∵α是第二象限角,∴cosα<0.
则原式=-
=·-
=+===tanα.
9.已知=-1,求下列各式的值:
(1);
(2)sin2α+sinαcosα+2.
[解] 因为=-1,所以tanα=.
(1)原式==-.
(2)原式=+2
=+2=+2=.
10.求证:=.
[证明] 证法一:∵左边

==

===右边.
∴原式成立.
证法二:∵右边==;
左边==
==.
∴左边=右边,原式成立.
综合运用
11.若1+sinθ·+cosθ·=0成立,则角θ不可能是 (  )
A.第二、三、四象限角 B.第一、二、三象限角
C.第一、二、四象限角 D.第一、三、四象限角
[解析] 由于1+sinθ·+cosθ=0,且1-sin2θ-cos2θ=0,所以sinθ≤0,cosθ≤0,故选C.
[答案] C
12.若=3,则cosα-2sinα等于(  )
A.-1 B.1
C.- D.-1或-
[解析] 若=3,则1+cosα=3sinα,又sin2α+cos2α=1,所以sinα=,cosα=3sinα-1=,
所以cosα-2sinα=-.故选C.
[答案] C
13.已知cos=,0<α<,则sin=________.
[解析] ∵0<α<,∴<α+<,
∴sin>0,
∴sin==.
[答案] 
14.已知f(tanx)=,则f(-)=________.
[解析] 因为f(tanx)===tan2x+1,所以f(x)=x2+1,所以f(-)=4.
[答案] 4
15.已知在△ABC中,sinA+cosA=.
(1)判断△ABC是锐角三角形还是钝角三角形;
(2)求tanA的值.
[解] (1)由sinA+cosA=两边平方,得1+2sinA·cosA=,所以sinA·cosA=-<0.
因为0(2)因为sinA·cosA=-,
所以(sinA-cosA)2=1-2sinA·cosA=1+=.
又因为sinA>0,cosA<0,所以sinA-cosA>0,
所以sinA-cosA=.
又因为sinA+cosA=,所以sinA=,cosA=-,所以tanA=-.



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