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유형 연습

03 이항정리

(x-2)ß`의 전개식의 일반항은 ¤C¨x6-r(-2)r xÝ`항은 6-r=4, 즉 r=2인 경우이므로 xÝ`의 계수는 ¤Cª(-2)Û`=60

60

0 4

(3x+1)Þ`의 전개식의 일반항은 °C¨(3x)5-r1r xÛ`항은 5-r=2, 즉 r=3인 경우이므로 xÛ`의 계수는 °C£_3Û`=90

90

0 5

(1+3x)Þ`의 전개식의 일반항은 °C¨15-r(3x)r xÜ`항은 r=3인 경우이므로

xÜ`의 계수는 °C£_3Ü`=270

0 6

(2x+1)Þ`의 전개식의 일반항은 °C¨(2x)5-r1r xÜ`항은 5-r=3, 즉 r=2인 경우이므로 xÜ`의 계수는 °Cª_2Ü`=80

80

0 7

(2x-1)ß`의 전개식의 일반항은 ¤C¨(2x)6-r(-1)r xÛ`항은 6-r=2, 즉 r=4인 경우이므로

xÛ`의 계수는 ¤C¢_2Û`=60

60

0 8

(xÛ`+2)Þ`의 전개식의 일반항은 °C¨(x2)5-r2r=°C¨2rx10-2r xß`항은 10-2r=6, 즉 r=2인 경우이므로

xß`의 계수는 °Cª_2Û`=40

40

0 9

(xÛ`-1)à`의 전개식의 일반항은

¦C¨(x2)7-r(-1)r=¦C¨ x14-2r(-1)r xß`항은 14-2r=6, 즉 r=4인 경우이므로 xß`의 계수는 ¦C¢(-1)Ý`=35

35

10

{2x+;2!;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨(2x)6-r{;2!;}r=¤C¨26-2rx6-r 01 ⑴ aÝ`+4aÜ`b+6aÛ`bÛ`+4abÜ`+bÝ`

⑵ aÝ`-4aÜ`b+6aÛ`bÛ`-4abÜ`+bÝ`

⑶ 1+6x+15xÛ`+20xÜ`+15xÝ`+6xÞ`+xß ⑷ 1-6x+15xÛ`-20xÜ`+15xÝ`-6xÞ`+xß`

⑸ xÞ`-10xÝ`+40xÜ`-80xÛ`+80x-32 ⑹ xÜ`+3x+3

x + 1 x3 02 ㈎ 4-2r ㈏ 2 ㈐ 24

03 ⑴ 12 ⑵ -40 ⑶ 20 ⑷ 1080 04 ⑴ 80 ⑵ 80 ⑶ 80

05 ⑴ 64 ⑵ 0 ⑶ 32 ⑷ 32 ⑸ 1024 ⑹ 120 06 ㈎ A ㈏ 2 ㈐ 23 ㈑ 22

07 ⑴ 10 ⑵ 2020 ⑶ 6 ⑷ 9 08 ⑴ ㈎ 1 ㈏ 15 ㈐ 1 ㈑ 7 ㈒ 21 ㈓ 21

⑵ (1+x)à`=xà`+7xß`+21xÞ`+35xÝ`+35xÜ`+21xÛ`+7x+1

개념

확인 문제

본문 39

01 45 02 160 03 60 04 90 0506 80 07 60 08 40 09 35 10 60 11 24 1213 165 14 6 151617 60 1819 60 20 240 21222324 32 2526 60 27282930 32 3132 32 33 64 3435 144 3637 715

유형 연습

내신&

학평 본문 40~47

03 이항정리

EBS고등수학해설2단원(014-023)-5.indd 23 2020-10-15 오후 1:57:14

24

올림포스 전국연합학력평가 기출문제집 | 확률과 통계 xÝ`항은 6-r=4, 즉 r=2인 경우이므로

xÝ`의 계수는 ¤Cª_22=60

60

11

(x+2y)Ý`의 전개식의 일반항은

¢C¨x4-r(2y)r=¢C¨2rx4-ryr xÛ`yÛ`항은 r=2인 경우이므로 xÛ`yÛ`의 계수는 ¢Cª_2Û`=24

24

12

(x+3)Ç`의 전개식의 일반항은 ÇC¨xn-r3r 상수항은 n-r=0, 즉 n=r인 경우이다.

상수항이 81이므로 3¨`=3Ç`=81=3Ý`

따라서 n=4

x항은 4-r=1, 즉 r=3인 경우이므로 x의 계수는 ¢C£_3Ü`=108

13

(x-1)Ç`의 전개식의 일반항은 ÇC¨xn-r(-1)r xÛ`항은 n-r=2인 경우이므로 r=n-2

xÛ`의 계수는 ÇCn-2_(-1)n-2=ÇCª(-1)n-2=-55 n(n-1)

2 _(-1)n-2=-55

n(n-1)_(-1)n-2=-110=11_10_(-1)에서 n=11

따라서 xÜ`항은 11-r=3, 즉 r=8인 경우이므로 ÁÁC¥(-1)8=ÁÁC£=165

165

14

(ax+1)ß`의 전개식의 일반항은 ¤C¨(ax)¨`

r=1을 대입한 x의 계수는 ¤CÁa=6a r=3을 대입한 xÜ`의 계수는 ¤C£aÜ`=20aÜ`

x의 계수와 xÜ`의 계수가 같으므로 6a=20aÜ`

따라서 a+0이므로 20aÛ`=6

6

15

(x+a)Ú`â`의 전개식에서 세 항 x, xÛ`, xÝ`의 계수는 각각 Á¼CÁaá`, Á¼Cªa¡`, Á¼C¢aß`, 즉 10aá`, 45a¡`, 210aß`

x, xÛ`, xÝ`의 계수는 이 순서로 등비수열을 이루므로

(45a¡`)Û`=10aá`_210aß`

45_45_aÚ`ß`=2100_aÚ`Þ`, aÚ`ß`=;2@7*;aÚ`Þ`

따라서 a+0이므로 a=;2@7*;

16

{x+;[@;}5의 전개식의 일반항은

°C¨x5-r{;[@;}r=°C¨2rx5-2r

x항은 5-2r=1,즉 r=2인 경우이므로 x의 계수는 °Cª_2Û`=40

17

{x+;[@;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨x6-r{;[@;}r=¤C¨2rx6-2r

xÛ`항은 6-2r=2, 즉 r=2인 경우이므로 xÛ`의 계수는 ¤Cª_2Û`=60

60

18

{xÛ`+;[!;}7의 전개식의 일반항은

¦C¨(xÛ`)7-r{;[!;}r=¦C¨x14-3r

xÛ`항은 14-3r=2, 즉 r=4인 경우이므로 xÛ`의 계수는 ¦C¢=35

19

{xÛ`+;[@;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨(x2)6-r{;[@;}r=¤C¨2rx12-3r

xß`항은 12-3r=6, 즉 r=2인 경우이므로 xß`의 계수는 ¤Cª_2Û`=60

60

20

{xÛ`-;[@;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨(x2)6-r{-;[@;}r=¤C¨(-2)rx12-3r 상수항은 12-3r=0, 즉 r=4인 경우이므로

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 24 2020-10-15 오후 2:01:35

정답과 풀이

25

상수항은 ¤C¢_(-2)Ý`=240

240

21

{;2{;+;[A;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨{;2{;}6-r{;[A;}r=¤C¨{;2!;}6-rarx6-2r xÛ`항은 6-2r=2, 즉 r=2인 경우이므로

xÛ`의 계수는 ¤Cª_{;2!;}4_a2=;1!6%;_a2=15, aÛ`=16 따라서 양수 a의 값은 a=4

22

{x+ 1 xÇ` }

10

의 전개식의 일반항은 Á¼C¨x10-r{ 1

xÇ` }

r=Á¼C¨x10-(n+1)r

상수항은 10-(n+1)r=0

즉, (n+1)r=10 (r는 0ÉrÉ10인 정수, n은 자연수)인 경우이므 로 자연수 n에 대하여 이를 만족시키는 순서쌍 (r, n)은

(1, 9), (2, 4), (5, 1)

따라서 모든 자연수 n의 값의 합은 9+4+1=14

23

{x+;[!;}n의 전개식의 일반항은

ÇC¨xn-r{;[!;}r=ÇC¨xn-2r xÛ`항은 n-2r=2인 경우이므로

n-2r=2 (n=2, 3, 4, 5, 6)을 만족시키는 정수 r의 값을 찾으면 Ú n=2일 때, r=0

Û n=4일 때, r=1 Ü n=6일 때, r=2

Ý n=3, 5일 때, n-2r=2를 만족시키는 정수 r의 값이 존재하지 않는다.

Ú ~ Ý에 의하여 xÛ`항의 계수는 ªC¼+¢CÁ+¤Cª=1+4+15=20

24

Á10

k=1{x+ 1xÜ`}k={x+ 1xÜ`}+{x+ 1xÜ`}2+y+{x+ 1xÜ`}10

{x+ 1 xÜ` }

n

의 전개식의 일반항은 ÇC¨xn-r{ 1

xÜ` }

r=ÇC¨xn-4r

상수항은 n-4r=0인 경우이므로 n=4r (n=1, 2, y, 10)을 만 족시키는 정수 r의 값은

Ú n=4일 때, r=1 Û n=8일 때, r=2

Ú, Û에 의하여 상수항은 ¢CÁ+¥Cª=4+28=32

32

25

{xÛ`-;[!;}2=xÝ`-2x+ 1 xÛ`이므로

{xÛ`-;[!;}2(x-2)Þ`의 전개식에서 x의 계수는

(x-2)Þ`의 전개식의 상수항과 xÜ`의 계수에 각각 -2와 1을 곱한 값 의 합이다.

(x-2)Þ`의 전개식의 일반항은 °C¨xr(-2)5-r이므로 구하는 값은 (-2)_°C¼_(-2)Þ`+1_°C£_(-2)Û`=104

26

{x+;[!;}6의 전개식의 일반항은

¤C¨x6-r{;[!;}r=¤C¨x6-2r

(xÛ`+3x+3){x+;[!;}6의 전개식에서 x항이 나오는 경우는 Ú (①의 xÛ`항)_(②의 xÑÚ`항)인 경우

6-2r=-1을 만족시키는 정수 r의 값은 없다.

Û (①의 x항)_(②의 상수항)인 경우 6-2r=0, r=3

Ü (①의 상수항)_(②의 x항)인 경우 6-2r=1을 만족시키는 정수 r의 값은 없다.

Ú ~ Ü에 의하여 x의 계수는 3_¤C£=60

60

27

Á29

r=0(-1)r°»Cª¨=°»C¼-°»Cª+°»C¢-y-°»C°¥이므로 (1+x)59=°»C¼+°»CÁx+°»CªxÛ`+y+°»C°»xÞ`á`을 이용한다.

양변에 x=i를 대입하면

(1+i)59 =°»C¼+°»CÁi+°»CªiÛ`+°»C£iÜ`+y+°»C°¥iÞ`¡`+°»C°»iÞ`á`

=°»C¼+°»CÁi-°»Cª-°»C£i+y-°»C°¥-°»C°»i

=(°»C¼-°»Cª+°»C¢+y-°»C°¥)

+(°»CÁ-°»C£+°»C°-y-°»C°»)i

① ②

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 25 2020-10-15 오후 2:01:35

26

올림포스 전국연합학력평가 기출문제집 | 확률과 통계

+{(ÇCÇÐÁ)Û`+2_(ÇCÇЪ)Û`+y+(n-1)_(ÇCÁ)Û`+n_(ÇC¼)Û`}

={(ÇCÁ)Û`+2_(ÇCª)Û`+y+(n-1)_(ÇCÇÐÁ)Û`+n_(ÇCÇ)Û`} f(3) +g(3)+p =¤C£+3+9=32

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정답과 풀이

27

Á¼C¼+Á¼Cª+Á¼C¢+Á¼C¤+Á¼C¥+Á¼CÁ¼=;2!;_2Ú`â`=512

32

서로 다른 5개의 알사탕과 똑같은 5개의 박하사탕에서 동주가 진서 에게 주는 알사탕의 개수를 k (k=0, 1, 2, y, 5)라 하면 박하사탕 은 (5-k)개이다.

알사탕 5개는 서로 다르므로 알사탕 k개를 택하는 방법의 수는 °Cû 이고, 박하사탕 5개는 모두 똑같으므로 박하사탕 (5-k)개를 택하 는 방법의 수는 1이다.

따라서 구하는 방법의 수는

°C¼+°CÁ+°Cª+°C£+°C¢+°C°=2Þ`=32

32

33

Ú 조건 ㈎에서 {1, 2, 3};A={1, 2}이므로 집합 A는 1, 2는 포 함하고, 3은 포함하지 않아야 한다.

Û 조건 ㈏에서 n(A)¾6이므로 집합 {4, 5, 6, y, 9, 10} 중 원소 를 각각 4개, 5개, 6개, 7개를 선택하는 부분집합을 만든다.

Ú, Û에 의하여 집합 A의 개수는 ¦C¢+¦C°+¦C¤+¦C¦

이때 ¦C¼+¦CÁ+¦Cª+¦C£+¦C¢+¦C°+¦C¤+¦C¦=2à`이고 ÇC¨=ÇCÇШ이므로 ¦C¼+¦CÁ+¦Cª+¦C£=¦C¢+¦C°+¦C¤+¦C¦

따라서 집합 A의 개수는

¦C¢+¦C°+¦C¤+¦C¦=;2!;_2à`=2ß`=64

64

34

집합 A={x|x는 25 이하의 자연수}의 부분집합 중 두 원소 1, 2를 모두 포함하고, 원소의 개수가 홀수인 부분집합의 개수는

집합 {3, 4, 5, y, 24, 25}의 부분집합 중 원소의 개수가 홀수인 부 분집합의 개수와 같다.

이때 원소의 개수가 k개인 부분집합의 개수는 ª£Cû

따라서 두 원소 1, 2를 모두 포함하고 원소의 개수가 홀수인 부분집 합의 개수는

ª£CÁ+ª£C£+ª£C°+y+ª£CªÁ+ª£Cª£=223-1=222

35

모든 집합 AÔ에 대하여 각 집합의 가장 작은 원소가 2, 2Û`, 2Ü`, 2Ý`인 경우로 나눈다.

Ú 가장 작은 원소가 2인 경우

2_(°Cª+°C£+°C¢+°C°)=2_(2Þ`-°C¼-°CÁ)=52

Û 가장 작은 원소가 2Û`인 경우

2Û`_(¢Cª+¢C£+¢C¢)=2Û`_(2Ý`-¢C¼-¢CÁ)=44 Ü 가장 작은 원소가 2Ü`인 경우

2Ü`_(£Cª+£C£)=32 Ý 가장 작은 원소가 2Ý`인 경우 2Ý`_ªCª=16

따라서 각 집합의 가장 작은 원소를 모두 더한 값은 52+44+32+16=144

144

가장 작은 원소가 2인 경우 원소의 개수가 3개인 부분집합의 개수는 2보다 큰 원소 5개 중 2개를 선택하면 되므로 °Cª

보충 개념

36

ªC¼+£CÁ+¢Cª+y+Á¼C¥=ÁÁC¥

ÁC¼+ªCÁ+£Cª+y+Á¼C»=ÁÁC»이므로 ªCÁ+£Cª+y+Á¼C»=ÁÁC»-ÁC¼

1+ÁCÁ+ªCª+£C£+y+Á¼CÁ¼=ÁÁCÁ¼이므로 ªCª+£C£+y+Á¼CÁ¼=ÁÁCÁ¼-1-ÁCÁ 따라서 어두운 부분의 모든 수들의 합은

ÁÁC¥+ÁÁC»-ÁC¼+ÁÁCÁ¼-1-ÁCÁ =ÁÁC¥+ÁÁC»+ÁÁCÁ¼-3=228

37

주어진 식에서 xÜ`이 나오는 항은 (x+1)Ü`, (x+1)Ý`, y, (x+1)Ú`Û`

이다. (x+1)Ü`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 £C£, (x+1)Ý`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 ¢C£, y, (x+1)Ú`Û`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 ÁªC£이므로

(x+1)+(x+1)Û`+(x+1)Ü`+y+(x+1)Ú`Û`의 전개식에서 xÜ`의 계수는

£C£+¢C£+°C£+y+ÁªC£ =¢C¢+¢C£+°C£+y+ÁªC£

=°C¢+°C£+y+ÁªC£

=¤C¢+y+ÁªC£=Á£C¢=715

715

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 27 2020-10-15 오후 2:01:36

28

올림포스 전국연합학력평가 기출문제집 | 확률과 통계 01 32 02 210 03 20 04 255

서술형

연습

본문 48~49

01

{xÝ`+ 2

xn}9의 전개식의 일반항은

»C¨(x4)9-r{ 2

xn}r=»C¨x36-4r 2r

xnr=»C¨2rx36-4r-nr 상수항은 36-4r-nr=0, 즉 r(n+4)=36 (r는 0ÉrÉ9인 정수,

n은 자연수)일 때이다.

이를 만족시키는 r, n의 순서쌍 (r, n)은

(1, 32), (2, 14), (3, 8), (4, 5), (6, 2)

따라서 자연수 n의 최댓값은 32이다.

32

단계 채점 기준 비율

이항정리를 이용하여 주어진 다항식의 전개식의 일

반항을 구한 경우 30%

상수항이 존재할 조건을 n에 대한 식으로 나타낸 경우 30%

위에서 나타낸 방정식의 해 (r, n)을 구한 경우 20%

주어진 다항식의 전개식에서 상수항이 존재하도록 하는 자연수 n의 최댓값을 구한 경우 20%

02

(1+x)Ç`의 전개식의 일반항은 ÇC¨x¨`이므로

xÜ`항은 n¾3인 (1+x)Ç`의 전개식에만 포함된다. (1+x)Ü`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 £C£,

(1+x)Ý`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 ¢C£, y,

(1+x)á`의 전개식에서 xÜ`의 계수는 »C£ 따라서 주어진 식에서 xÜ`의 계수는

£C£+¢C£+°C£+y+»C£ =¢C¢+¢C£+°C£+y+»C£

=°C¢+°C£+y+»C£=y

=»C¢+»C£=Á¼C¢

즉, 구하는 값은 Á¼C¢=10_9_8_7

4_3_2_1 =210

210

단계 채점 기준 비율

이항정리를 이용하여 다항식 (1+x)Ç`의 전개식에서

xÜ`항이 존재하는 식을 구한 경우 30%

xÜ`의 계수를 조합의 수로 나타낸 경우 30%

조합의 수의 성질을 이용하여 xÜ`의 계수의 식을 정

리한 경우 20%

xÜ`의 계수를 구한 경우 20%

03

이항정리를 이용하여 구한 (1+x)Ú`â`의 전개식은 (1+x)Ú`â`=Á¼C¼+Á¼CÁx+Á¼CªxÛ`+Á¼C£xÜ`+y+Á¼CÁ¼xÚ`â`

이므로 위 식의 양변에 x=3을 대입하면 Á¼C¼+3Á¼CÁ+3Û`Á¼Cª+3Ü`Á¼C£+y+3Ú`â`Á¼CÁ¼

=(1+3)Ú`â`=4Ú`â`

따라서

3Ü`Á¼C¼+3Ý`Á¼CÁ+3Þ`Á¼Cª+3ß`Á¼C£+y+3Ú`Ü`Á¼CÁ¼

=3Ü`(Á¼C¼+3Á¼CÁ+3Û`Á¼Cª+3Ü`Á¼C£+y+3Ú`â`Á¼CÁ¼)

=3Ü`4Ú`â`=2Ú`à`6Ü`

2µ``6Ç`=2Ú`à`6Ü`에서 m=17, n=3이므로 구하는 값은

m+n=17+3=20

20

단계 채점 기준 비율

이항정리를 활용하여

Á¼C¼+3Á¼CÁ+3Û`Á¼Cª+y+3Ú`â`Á¼CÁ¼ 의 값을 간단히 나타낸 경우

40%

주어진 식을 변형하여

Á¼C¼+3Á¼CÁ+3Û`Á¼Cª+y+3Ú`â`Á¼CÁ¼ 을 인수로 묶어 정리한 경우

40%

m+n의 값을 구한 경우 20%

04

집합 A={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}의 부분집합 중에서 원소의 개수가 2인 부분집합의 개수는 »Cª,

원소의 개수가 4인 부분집합의 개수는 »C¢, 원소의 개수가 6인 부분집합의 개수는 »C¤,

원소의 개수가 8인 부분집합의 개수는 »C¥ ㉮ 이므로 구하는 부분집합의 개수는

»Cª+»C¢+»C¤+»C¥

이때 »C¼+»Cª+»C¢+»C¤+»C¥=29-1=28이므로 ㉰ 구하는 부분집합의 개수는

»Cª+»C¢+»C¤+»C¥ =2¡`-»C¼=2¡`-1=255

255

단계 채점 기준 비율

원소의 개수가 짝수인 각각의 경우에 대한 부분집합

의 개수를 구한 경우 40%

합의 법칙을 이용하여 구하는 경우의 수를 이항계수

의 합의 꼴로 나타낸 경우 20%

이항계수의 성질 »C¼+»Cª+»C¢+»C¤+»C¥=2¡`을

적용한 경우 20%

원소의 개수가 짝수인 부분집합의 개수를 구한 경우 20%

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 28 2020-10-15 오후 2:01:36

정답과 풀이

29

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 29 2020-10-15 오후 2:01:37

30

올림포스 전국연합학력평가 기출문제집 | 확률과 통계

=[ÇC¼x+;2!;ÇCÁxÛ`+;3!;ÇCªxÜ`+y+ 1

n+1 ÇCÇxn+1]1)

n+1=ÇC¼+;2!;ÇCÁ+;3!;ÇCª+y+ 1

n+1 ÇCÇ yy ㉢ h(7)=;8^;_128+;8!;=769

8 =96. <100 h(8)=;9&;_256+;9!;=1793

9 =199. >100

k=3Á¼Cû_1û`_310-k

=Ák=010Á¼Cû_1k_310-k-k=0Á2 Á¼Cû_1k_310-k

=(1+3)10-(Á¼C¼_1â`_3Ú`â`+Á¼CÁ_1_3á`+Á¼Cª_1Û`_3¡`)

=410-(310+10_3á`+45_3¡`)

EBS고등수학해설3단원(024-031)-5.indd 30 2020-10-15 오후 2:01:37

정답과 풀이

31

01

두 개의 주사위를 동시에 던져 나오는 전체 경우의 수는 6_6=36

|a-b|=2가 되는 경우를 순서쌍 (a, b)로 나타내면

(1, 3), (2, 4), (3, 1), (3, 5), (4, 2), (4, 6), (5, 3), (6, 4) 의 8가지이다.

따라서 구하는 확률은 ;3¥6;=;9@;

02

두 개의 주사위를 동시에 던져서 나온 두 눈의 수의 곱이 짝수인 경 우의 수는 전체 경우의 수에서 홀수만 나온 경우의 수를 뺀 것이므로 36-9=27

서로 다른 두 주사위의 눈의 수를 각각 a, b라 할 때, 짝수를 포함한

두 수의 합이 6 또는 8인 경우를 순서쌍 (a, b)로 나타내면 (2, 4), (2, 6), (4, 2), (4, 4), (6, 2)

의 5가지이다.

따라서 구하는 확률은 ;2°7;

03

A={-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4}이므로 n(A)=9이고 집합 A의 부분집합의 개수는 29

집합 A의 부분집합 중에서 B={1, 2, 3, 4}와 서로소인 집합은 집 합 A의 원소 1, 2, 3, 4를 제외한 집합 {-4, -3, -2, -1, 0}의 모든 부분집합이다. 이때 원소의 개수가 5인 집합의 부분집합의 개 수는 2Þ`이므로 구하는 확률은

2Þ`

2á`=;1Á6;

따라서 a=16, b=1이므로 a+b=17

17

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