数列与数学归纳法

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出版者:上海科教
作者:单墫
出品人:
页数:300
译者:
出版时间:2009-1
价格:22.00元
装帧:
isbn号码:9787542846419
丛书系列:数学奥林匹克命题人讲座
图书标签:
  • 数学
  • 奥数
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具体描述

《数学奥林匹克命题人讲座:数列与数学归纳法》共有十讲。前六讲大致在中学课程的内容上略作延伸,可用作高考的准备。后四讲为课外内容,可用以应对竞赛。但《数学奥林匹克命题人讲座:数列与数学归纳法》决不只是为了考试、竞赛而写,我们的目的是普及数学,传播数学。 数学是思维的科学。因此《数学奥林匹克命题人讲座:数列与数学归纳法》的重点放在培养思维能力上,由简单、具体的例子入手,发现或猜出结果,并进而用严谨的推理证明或推翻自己的猜想。为了做数学,书中提供了大量的习题,供读者选用。习题均有我们所拟的解答,供作参考。 阅读能力也很重要。因此,除了正文之外,《数学奥林匹克命题人讲座:数列与数学归纳法》还拟了4篇阅读材料,供读者选读。

《数列与数学归纳法》 探索数学的基石,解锁逻辑的奥秘 数列,作为数学世界中最基础、最普遍的存在形式之一,构成了我们理解无数数学概念的基石。从简单的等差、等比数列,到复杂的递归数列,它们无处不在,渗透在自然现象的描述、科学计算的模拟,乃至经济模式的预测之中。本书《数列与数学归纳法》将带领读者踏上一段深入探索数列世界的旅程,揭示其内在规律,领略其变化之美。 数列:规律的语言,结构的骨架 我们的旅程始于对数列基本概念的梳理。我们将从定义出发,理解数列如何通过一个确定的规则将自然数一一对应起来,形成一串有序的数。等差数列和等比数列,作为数列中最基本也是最核心的两类,它们线性的增长和指数级的膨胀,分别展现了两种截然不同的发展轨迹。我们会深入研究它们的通项公式和求和公式,理解其背后蕴含的简洁而强大的数学思想。 然而,数列的世界远不止于此。我们将进一步探索更复杂的数列类型,例如调和数列、斐波那契数列等。这些数列可能没有显而易见的算术或几何规律,但它们却隐藏着更深层次的结构和联系。通过分析它们的递推关系,我们将学习如何利用前一项或前几项来预测后一项,这不仅是数列研究的重要方法,也是理解许多现实世界系统动态变化的关键。 本书还会涉及数列的极限概念。当一个数列的项数趋于无穷时,它的值会趋向于一个固定的数值,这个过程就是数列的收敛。理解数列的收敛性对于分析函数的行为、求解微分方程等高级数学领域至关重要。我们将通过直观的图示和严谨的定义,帮助读者掌握极限的这一重要思想。 数学归纳法:严谨的证明,可靠的推理 在探索数列规律的同时,我们更需要一种强大的工具来证明这些规律的普遍性和正确性。这便是数学归纳法,一种在数学证明中具有无可比拟力量的逻辑推理方法。数学归纳法以其简洁的结构和深刻的逻辑,为我们提供了一种系统而可靠的方式来证明关于自然数命题的普遍性。 本书将详细阐述数学归纳法的原理,包括其两个核心步骤:基本情境(或称“基础”)和归纳步骤(或称“归纳假设”与“归纳推理”)。我们将通过大量的实例,从证明基本的代数恒等式,到验证数列的通项公式,再到解决复杂的组合问题,来展示数学归纳法的强大应用。 例如,我们会学习如何利用数学归纳法证明任何正整数n,1+2+3+...+n = n(n+1)/2。这个看似简单的等式,正是数列求和公式的经典体现。通过基础步骤,我们验证n=1时等式成立。然后,在归纳步骤中,我们假设对于某个正整数k,等式成立,并在此基础上证明当n=k+1时,等式也必然成立。通过这样一步步的推理,我们就能确信该公式对所有正整数都适用。 此外,本书还将探讨数学归纳法的变体,例如第二数学归纳法(或称强归纳法)。这种方法在归纳步骤中,不仅假设k成立,而且假设所有小于等于k的整数都满足该命题,这在处理具有更复杂依赖关系的命题时尤为有效。 数列与数学归纳法的交织:严谨与洞察的统一 《数列与数学归纳法》并非孤立地介绍这两个概念,而是着力于展现它们之间密不可分的联系。许多关于数列性质的证明,都离不开数学归纳法的运用。正是数学归纳法的严谨性,为我们揭示数列内在规律的洞察力提供了坚实的后盾。 通过本书,读者将学会如何: 识别和构造不同类型的数列,理解它们形成和发展的规律。 推导和运用数列的通项公式和求和公式,解决实际问题。 理解数列收敛性的概念,为进一步学习微积分打下基础。 掌握数学归纳法的证明技巧,能够严谨地证明数学命题。 将数学归纳法应用于各种数学问题,包括数列、组合数学、图论等领域。 培养逻辑思维能力和严谨的数学表达能力。 无论您是希望系统学习数学基础知识的学生,还是对数学逻辑和证明方法感兴趣的爱好者,亦或是需要提升数学分析和推理能力的专业人士,《数列与数学归纳法》都将是您宝贵的学习资源。本书力求语言通俗易懂,但又不失数学的严谨性,通过循序渐进的讲解和丰富的例题,帮助读者真正掌握数列的精髓和数学归纳法的力量。 翻开这本书,您将不仅仅是学习公式和方法,更是开启一段发现数学规律、锻炼逻辑思维、培养严谨治学态度的旅程。

作者简介

单墫,我国著名的数学传播普及和数学竞赛专家,1964年毕业于扬州师范学院数学系,在中学、大学任教40多年,1983年获理学博士学位(我国首批18名博士之一),1991年获全国优秀教师称号,1991年7月起享受政府特殊津贴,1992年被评为国家有突出贡献的巾青年专家,1995年被评为省“优秀学科带头人”,曾任南京师范大学数学系主任,中国数学奥林匹克委员会委员、教练组组长,南京市数学学会理事长,主要从事数论与组合方面的研究,很多成果达到国际先进水平,1989年作为中国数学奥林匹克代表队副领队、主教练,1990年作为领队,率队参IMO均获总分第一,为我国数学竞赛事业作出很大贡献。

目录信息

前言第一讲 数到/1 §1.1 数列的定义/1 §1.2 通项与递推关系/5 §1.3 数列的性质/11第二讲 等差数列/18 §2.1 定义与通项/18 §2.2 前n项的和/25第三讲 等比数列/31 §3.1 定义与通项/31 §3.2 前n项的和/38 §3.3 无穷递缩等比数列/43第四讲 数列的和/50 阅读材料 前n个自然数的幂和/57第五讲 数学归纳法/61 §5.1 归纳与演绎/61 §5.2 归纳法的应用/67 §5.3 归纳法的其他形式/73 阅读材料 无穷递降法/82 §5.4 数列与归纳法/86 §5.5 不等式与归纳法/93 阅读材料 平均值不等式/104第六讲 数列问题举隅(一)/111第七讲 高阶等差数列/131 §7.1 高阶等差数列的通项/131 §7.2 高阶等差数列的和/137 阅读材料 差分算子△/142第八讲 递推数列/146 §8.1 递推数列/146 §8.2 斐波那契数列/153 §8.3 线性递推数列/161 §8.4 周期数列/171第九讲 数列问题举隅(二)/181第十讲 数学归纳法的应用/200 §10.1 数论中的归纳法/200 §10.2 组合数学中的归纳法/208 §10.3 图论中的归纳法/217参考答案及提示/229
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读后感

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用户评价

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这本厚重的书籍,在我手中仿佛化作了一把钥匙,开启了我对“数学归纳法”全新的理解。这本书并没有将数学归纳法局限于枯燥的证明题,而是将其置于更广阔的数学背景下进行审视。作者首先探讨了数学归纳法产生的历史渊源,以及它在数学发展史上的重要地位。这让我了解到,数学归纳法并非是凭空产生的,而是人类智慧在解决一系列复杂问题过程中逐渐孕育出的强大工具。书中对数学归纳法的证明步骤进行了细致的剖析,不仅强调了“基础情形”和“归纳步骤”的不可或缺,更深入地讲解了在“归纳步骤”中,如何有效地利用“归纳假设”来推导出“归纳结论”。作者通过一些经典的数学问题,如证明伯努利不等式、整数的整除性问题等,来展示数学归纳法的强大威力。我特别欣赏书中对“数学归纳法”与“良序原理”之间关系的探讨,这让我从一个全新的角度理解了数学归纳法的本质,以及它与其他数学公理之间的内在联系。作者在讲解过程中,始终保持着一种探索的精神,引导读者去思考“为什么”和“如何”,而不是仅仅停留在“是什么”的层面。例如,在证明某个不等式时,作者会先引导读者去观察当n取较小值时不等式是否成立,然后鼓励读者大胆猜测,最后再用数学归纳法进行严谨的验证。这种引导式的学习方法,让我感到自己像一个真正的数学家,在独立思考和解决问题。这本书,为我提供了一个坚实的理论基础和丰富的实践经验,让我对数学归纳法的使用,不再仅仅是机械地套用公式,而是能够灵活地运用其思想来解决各种数学难题。

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这本著作的阅读体验,给我带来了前所未有的思维冲击。它不仅仅是一本关于特定数学概念的书,更像是一本思维训练手册,尤其是在“数学归纳法”这一部分的阐述上,给我留下了深刻的印象。我一直觉得数学归纳法是一种非常“神奇”的证明技巧,总感觉它有点像“凭空”证明出一条普遍规律。然而,作者通过精妙的构思和循序渐进的讲解,将这种“神奇”变得合乎情理,甚至可以说是严谨而优雅。他并没有直接抛出“第一步,验证基础情形;第二步,假设命题在k时成立,证明在k+1时成立”的公式,而是从一些简单的例子入手,比如证明所有正整数都能被某个数整除,或者证明某个集合的元素个数的规律。通过这些具体的例子,我逐渐理解了数学归纳法的核心思想:就像一个人沿着梯子一层一层地往上爬,只要第一层站稳了,并且知道如何从任何一层爬到下一层,那么他最终就能到达任意想要到的高度。作者对基础情形的验证部分,并没有轻描淡写,而是强调了其必要性,让我们明白,没有这个“起点”,后续的“爬行”也就失去了意义。而在假设和证明的环节,作者更是花了很多笔墨,详细地分析了在假设k成立的情况下,如何利用这个假设去推导出k+1也成立。他会运用各种代数技巧和逻辑推理,将复杂的命题一步步化简,直到它们变得显而易见。我特别欣赏书中对于一些经典证明题的解析,例如一些与组合数、不等式相关的证明,作者通过运用数学归纳法,将原本看似困难的问题迎刃而解。这种“以小见大”、“以点带面”的证明方式,极大地拓宽了我的解题思路。书中还探讨了数学归纳法的变体,例如强归纳法,这让我对这一证明方法有了更全面的认识。总而言之,这本书让我对数学归纳法从“畏惧”到“欣赏”,再到“熟练运用”,整个过程都充满了惊喜和收获。

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这本书,仿佛一把开启思维之门的钥匙,尤其是在“数学归纳法”的章节,为我带来了前所未有的启迪。它并没有将数学归纳法视为一个孤立的证明工具,而是将其置于更广阔的数学逻辑体系中进行考察。作者首先深入浅出地解释了数学归纳法的哲学内涵,即“从已知推向未知”的基本逻辑。他通过一系列生动有趣的比喻,例如“多米诺骨牌效应”或“滚雪球效应”,来形象地阐述数学归纳法的核心思想。我尤其欣赏书中对“基础情形”验证的强调,作者反复说明,如果没有稳固的第一步,整个证明就会如同空中楼阁。而在“归纳步骤”的讲解中,作者更是花费了大量的笔墨,细致地剖析了如何利用“假设k成立”的条件,去推导出“假设k+1成立”的结论。他通过分析不同类型命题的结构,指导读者如何巧妙地运用代数变形、集合论等工具,将抽象的逻辑推导过程变得清晰可见。书中还探讨了数学归纳法的变种,例如“超限归纳法”,这让我对数学归纳法的普适性和强大能力有了更深刻的认识。我记得书中有一个关于证明“任意n个元素的集合,其子集的个数为2的n次方”的例子,作者用数学归纳法层层递进,最终将一个看似困难的问题化为简单的代数运算。这种处理问题的思路,让我受益匪浅。这本书,让我不再畏惧复杂的数学证明,而是能够以一种自信和从容的态度去面对它们。它真正地让我理解了数学的严谨之美和逻辑的力量。

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初读这本书,我的最大感受便是它将“数列”这一看似基础的数学概念,阐述得既深入又富有启发性。书中并没有停留在对各种数列类型(如等差、等比)的定义和公式的简单介绍,而是通过大量引人入胜的实际应用案例,展现了数列在现实世界中的广泛影响力。例如,书中通过描述病毒的传播过程,清晰地展现了指数增长数列的惊人速度;通过分析复利计算,揭示了数列在金融投资中的重要作用。我尤其喜欢书中关于“数列收敛性”的讨论,作者并非生硬地给出定义,而是通过“无限逼近”的概念,辅以直观的图形和生动的类比,让我能够深刻地理解数列为何会趋向于一个确定的值。书中还探讨了许多经典的数列问题,例如“旅行商问题”的近似解,以及“随机游走”的概率模型,这些都极大地拓展了我对数列应用领域的认知。作者的叙述风格极其流畅,语言生动形象,即使是对于一些稍显复杂的数学概念,也能够被他化繁为简,用通俗易懂的方式呈现出来。我时常在阅读过程中,因为某个巧妙的例子或者某个深刻的见解而陷入沉思,继而产生一种豁然开朗的感觉。这本书,不仅仅是一本关于数列的书,更是一本关于如何用数学的视角去观察和理解世界的指南。它让我看到了数学的严谨性与创造性完美结合,也让我对未来的学习充满了期待。

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翻阅这本书,就像进行了一次精妙的思维体操,每一次阅读都让我感到智识上的愉悦。它所涵盖的“数列”知识,绝非只是教科书上的死板条目,而是被赋予了鲜活的生命。作者巧妙地将生活中的各种现象,如股票价格的波动、河流流量的变化、病毒的传播速度等,都融入到数列的分析之中。这让我深刻体会到,数学并非是孤立存在的象牙塔,而是渗透在我们生活方方面面的有力工具。书中对于数列求和的各种方法,如裂项相消、错位相减等,都讲解得非常透彻,并且配以大量详细的例题,让我能够反复练习,直至掌握。我尤其喜欢书中对“数列的通项公式”的探讨,作者并没有简单地给出通项公式的求法,而是引导我们去分析数列的增长趋势、递推关系,甚至通过观察前几项的规律来猜测通项公式,然后再通过数学归纳法进行严格证明。这种“猜测-证明”的过程,极大地锻炼了我的数学直觉和逻辑推理能力。书中还涉及到了一些数列在几何图形中的应用,例如在分形几何中,数列可以用来描述图形的迭代生成过程,这让我看到了数学的另一面,即它在艺术和创造领域的潜力。阅读过程中,我时常会因为作者提出的某个巧妙的观察角度而拍案叫绝,又会因为某个复杂的数列问题被他清晰的思路所化解而恍然大悟。书中的语言风格既有学术的严谨,又不乏文学的灵动,使得阅读过程轻松愉快,毫无压力。它成功地将我从一个被动接受知识的学生,变成了一个主动探索数学世界的实践者。

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在我近期的阅读清单中,一本关于“数列”的书籍,以其独特的魅力,给我留下了深刻的印象。它没有仅仅停留在枯燥的公式推导,而是将数列的概念与日常生活中的点点滴滴巧妙地联系起来。书中对“数列”的讲解,充满了智慧和趣味。例如,在介绍“等差数列”时,作者并未直接给出公式,而是通过描述一个农夫每天收割的麦子数量递增的模式,或者一个运动员每天训练距离的规律性增加,来生动地展现等差数列的特征。这让我立刻感受到数学的亲切和实用。当阅读到“数列的收敛与发散”时,作者更是运用了形象的比喻,比如一个不断向湖中心前进的游泳者,他的步长逐渐减小,但最终是否会到达湖心,就是数列收敛的直观体现。书中还详细地探讨了各种数列的求和方法,从基础的等差、等比数列求和,到更复杂的裂项相消、错位相减等技巧,都讲解得非常透彻,并且配以大量精心设计的例题,让我能够反复练习,巩固所学。我特别喜欢书中关于“不动点数列”的讨论,作者通过分析一些迭代函数,展示了数列如何收敛于一个特定的值,这对于理解一些动力系统和反馈机制具有重要的意义。这本书,让我不再将数列视为冰冷的符号,而是看到了它背后蕴含的丰富规律和解决实际问题的强大能力。它极大地激发了我对数学的兴趣,也让我对未来的学习充满了信心。

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一本关于“数学归纳法”的书籍,在我手中展开,如同开启了一扇通往严谨逻辑殿堂的大门。它并没有简单地将数学归纳法作为一种孤立的证明技巧,而是将其置于数学证明方法论的宏大背景下进行审视。作者首先从数学史的角度,追溯了数学归纳法的起源和发展,这让我对这一证明方法有了更深的历史层面的理解。书中对数学归纳法证明的三个核心步骤——“基础情形”、“归纳假设”和“归纳步骤”——进行了极其详尽的剖析。他强调了“基础情形”的必要性,如同建造摩天大楼的稳固地基,而“归纳步骤”则是连接层层楼宇的桥梁。我尤其赞赏书中对“归纳步骤”中逻辑推理的细致讲解,作者会引导读者思考,当命题在k成立时,如何利用这一假设,通过各种代数变换或逻辑推理,最终证明命题在k+1时也成立。他通过分析一些经典的数学证明题,如证明不等式、整除性问题,来展示数学归纳法的强大应用能力。书中还深入探讨了数学归纳法的几种变体,例如“强归纳法”和“反向归纳法”,这让我对数学归纳法的灵活性和普适性有了更全面的认识。阅读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习一种证明方法,更是在学习一种严谨的思维方式。它教会我如何一步步地去验证,如何有条理地去推导,如何最终确信一个数学结论的正确性。这对于我今后的学习和研究,无疑具有极其重要的意义。

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这本书的阅读体验,无疑是一次深刻的“思维重塑”之旅,尤其是在“数学归纳法”的部分,给我留下了不可磨灭的印记。它并没有将数学归纳法局限于单纯的证明技巧,而是将其上升到了逻辑思维的高度进行探讨。作者通过追溯数学归纳法的历史起源,阐述了其在数学发展中的关键作用,这让我对这一证明方法有了更深层次的认识。书中对数学归纳法证明步骤的讲解,细致入微,他不仅强调了“基础情形”的必要性和“归纳步骤”的严谨性,更深入地分析了在“归纳步骤”中,如何巧妙地运用“归纳假设”来层层推进,直至最终得出“归纳结论”。我尤其欣赏书中对一些经典数学命题的证明过程,例如一些与图论、组合学相关的定理,作者是如何运用数学归纳法,将复杂的结构简化,最终得到简洁而优雅的证明。他会引导读者思考,在假设k成立的情况下,如何通过改变k,将其扩展到k+1。这种“由局部到整体”、“从特殊到一般”的思维模式,是我之前从未深入体会过的。书中还探讨了数学归纳法在计算机科学中的应用,例如证明算法的正确性,这让我看到了数学归纳法在现代科技领域的重要价值。总而言之,这本书为我提供了一个坚实而系统的数学归纳法理论框架,并且通过大量的实例,让我能够灵活地运用这一强大的证明工具,解决各种数学难题。

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在我浩瀚的书架中,一本关于“数列”的书籍,以其独到的视角和卓越的见解,占据了一个非常重要的位置。这本书没有过多地停留在抽象的理论层面,而是将数列的概念与现实世界的万千变化紧密地联系在一起。例如,书中对“等比数列”的讲解,并非仅仅是公式的堆砌,而是通过描述几何图形的相似性、复利的累积效应,甚至人口增长模型,来生动地展现等比数列的“指数级”增长魅力。我惊叹于原来那些在金融领域、自然科学中随处可见的现象,竟然都蕴含着如此简洁而强大的数学规律。作者在介绍“数列的极限”时,也运用了大量的直观例子,例如用“割圆术”来解释圆周率的逼近过程,或者用“无限小数”来阐述数列极限的意义。这种将抽象概念形象化的处理方式,极大地降低了理解的门槛,让我能够深刻地体会到“无限”的概念。书中还探讨了各种数列的敛散性判别方法,并通过大量的例题进行巩固。我尤其喜欢书中对“调和级数”的讨论,作者通过巧妙的论证,揭示了看似缓慢增长的调和级数最终会发散的结论,这让我对“慢”与“快”的相对性有了更深刻的认识。此外,书中还涉及了一些与数列相关的数论知识,例如素数的分布规律,这让我看到了数学在不同分支之间的相互关联和渗透。阅读这本书,就像是在探索一个充满惊喜的数学花园,每一页都可能发现新的奇迹。它不仅提升了我对数列的认知,更培养了我用数学思维去观察和分析现实世界的能力。

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我近期读完了一本让我耳目一新,并且对我的数学学习产生了深远影响的书。尽管书名听起来可能有些许学术的枯燥,但实际内容却如同精心编织的丝线,将抽象的数学概念与引人入胜的逻辑推理巧妙地结合在一起。一开始,我抱着一丝忐忑的心情翻开了它,生怕会陷入无尽的符号和公式的迷宫。然而,作者以一种极其生动且富有洞察力的方式,引导我一步步探索数学世界的奥秘。书中对于“数列”的讲解,并非简单地罗列定义和性质,而是通过大量贴近生活的例子,例如复利计算、人口增长模型,甚至是一些看似微不足道的日常现象,来展示数列的普遍性和重要性。我惊叹于原来那些看似杂乱无章的数据背后,竟隐藏着如此规律的美妙。作者的语言功底着实了得,他善于用比喻和类比来化繁为简,让原本晦涩的概念变得易于理解。当我读到关于斐波那契数列时,我仿佛看到了大自然中螺旋状的贝壳、盛开的花朵,甚至是我们身体的比例,都在默默地诉说着这个数列的和谐与统一。这种将数学与现实世界紧密联系的视角,极大地激发了我探索数学的热情。书中不仅讲解了基础的等差数列和等比数列,更深入地探讨了更复杂的数列类型,并且教会了我如何分析它们的收敛性与发散性,这对于我将来学习微积分等高级数学课程打下了坚实的基础。我尤其喜欢书中对于数列极限概念的阐述,它不是生硬的定义,而是通过无限逼近的过程,让我直观地感受到“无限”的魅力。作者在讲解过程中,始终保持着一种鼓励和引导的态度,让我感觉自己并非在被动接受知识,而是在主动地参与到数学的发现过程中。即便遇到一些稍显复杂的证明,作者也总是能给出清晰的思路和详细的步骤,让我能够循序渐进地理解。这本书,无疑是我数学旅程中的一座灯塔,照亮了我前行的方向,让我对数学的理解上升到了一个新的高度。

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比较经典的奥数教材,介绍数列(差分方程)的解法和数学归纳法,以及它们的应用,是单墫他老人家写的……

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常与人云:单老之书,前三分之一不用读,中三分之一可读,后三分之一读不懂……

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