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Theorem neglimc 46751
Description: Limit of the negative function. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Dec-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
neglimc.f 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
neglimc.g 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ -𝐵)
neglimc.b ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
neglimc.c (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐹 limℂ 𝐷))
Assertion
Ref Expression
neglimc (𝜑 → -𝐶 ∈ (𝐺 limℂ 𝐷))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑥)   𝐶(𝑥)   𝐷(𝑥)   𝐹(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem neglimc
Dummy variables 𝑣 𝑤 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 limccl 26201 . . . 4 (𝐹 limℂ 𝐷) ⊆ ℂ
2 neglimc.c . . . 4 (𝜑 → 𝐶 ∈ (𝐹 limℂ 𝐷))
31, 2sselid 3906 . . 3 (𝜑 → 𝐶 ∈ ℂ)
43negcld 11660 . 2 (𝜑 → -𝐶 ∈ ℂ)
5 neglimc.b . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ ℂ)
6 neglimc.f . . . . . . . . 9 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
75, 6fmptd 7115 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶ℂ)
86, 5, 2limcmptdm 46739 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ⊆ ℂ)
9 limcrcl 26200 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ∈ (𝐹 limℂ 𝐷) → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
102, 9syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐹:dom 𝐹⟶ℂ ∧ dom 𝐹 ⊆ ℂ ∧ 𝐷 ∈ ℂ))
1110simp3d 1162 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐷 ∈ ℂ)
127, 8, 11ellimc3 26205 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 ∈ (𝐹 limℂ 𝐷) ↔ (𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))))
132, 12mpbid 235 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)))
1413simprd 501 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
1514r19.21bi 3254 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
16 simplll 787 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝜑)
17163ad2ant1 1151 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → 𝜑)
18 simp1r 1217 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → 𝑣 ∈ 𝐴)
19 simp3 1156 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤))
20 simp2 1155 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦))
2119, 20mpd 16 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)
22 nfv 1946 . . . . . . . . . . . . . . . 16 Ⅎ𝑥(𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)
23 neglimc.g . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐴 ↦ -𝐵)
24 nfmpt1 5203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Ⅎ𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ -𝐵)
2523, 24nfcxfr 2920 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Ⅎ𝑥𝐺
26 nfcv 2922 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Ⅎ𝑥𝑣
2725, 26nffv 6896 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ⅎ𝑥(𝐺‘𝑣)
28 nfmpt1 5203 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Ⅎ𝑥(𝑥 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
296, 28nfcxfr 2920 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Ⅎ𝑥𝐹
3029, 26nffv 6896 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Ⅎ𝑥(𝐹‘𝑣)
3130nfneg 11557 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Ⅎ𝑥 -(𝐹‘𝑣)
3227, 31nfeq 2935 . . . . . . . . . . . . . . . 16 Ⅎ𝑥(𝐺‘𝑣) = -(𝐹‘𝑣)
3322, 32nfim 1928 . . . . . . . . . . . . . . 15 Ⅎ𝑥((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑣) = -(𝐹‘𝑣))
34 eleq1w 2843 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 𝑣 ∈ 𝐴))
3534anbi2d 642 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑣 → ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴)))
36 fveq2 6886 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → (𝐺‘𝑥) = (𝐺‘𝑣))
37 fveq2 6886 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑣 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑣))
3837negeqd 11555 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑣 → -(𝐹‘𝑥) = -(𝐹‘𝑣))
3936, 38eqeq12d 2776 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑣 → ((𝐺‘𝑥) = -(𝐹‘𝑥) ↔ (𝐺‘𝑣) = -(𝐹‘𝑣)))
4035, 39imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑣 → (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑥) = -(𝐹‘𝑥)) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑣) = -(𝐹‘𝑣))))
41 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝐴)
425negcld 11660 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -𝐵 ∈ ℂ)
4323fvmpt2 7006 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ -𝐵 ∈ ℂ) → (𝐺‘𝑥) = -𝐵)
4441, 42, 43syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑥) = -𝐵)
456fvmpt2 7006 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ ℂ) → (𝐹‘𝑥) = 𝐵)
4641, 5, 45syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑥) = 𝐵)
4746negeqd 11555 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → -(𝐹‘𝑥) = -𝐵)
4844, 47eqtr4d 2798 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑥) = -(𝐹‘𝑥))
4933, 40, 48chvarfv 2276 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝐺‘𝑣) = -(𝐹‘𝑣))
5049oveq1d 7436 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑣) − -𝐶) = ( -(𝐹‘𝑣) − -𝐶))
517ffvelcdmda 7085 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (𝐹‘𝑣) ∈ ℂ)
523adantr 486 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ ℂ)
5351, 52negsubdi3d 46403 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → -((𝐹‘𝑣) − 𝐶) = ( -(𝐹‘𝑣) − -𝐶))
5450, 53eqtr4d 2798 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → ((𝐺‘𝑣) − -𝐶) = -((𝐹‘𝑣) − 𝐶))
5554fveq2d 6890 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) = (abs‘ -((𝐹‘𝑣) − 𝐶)))
5651, 52subcld 11673 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → ((𝐹‘𝑣) − 𝐶) ∈ ℂ)
5756absnegd 15625 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (abs‘ -((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) = (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)))
5855, 57eqtrd 2795 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) = (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)))
5958adantr 486 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) = (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)))
60 simpr 490 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦)
6159, 60eqbrtrd 5126 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)
6217, 18, 21, 61syl21anc 851 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) ∧ (𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤)) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)
63623exp 1137 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) ∧ 𝑣 ∈ 𝐴) → (((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6463ralimdva 3174 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) ∧ 𝑤 ∈ ℝ+) → (∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6564reximdva 3175 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → (∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐹‘𝑣) − 𝐶)) < 𝑦) → ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦)))
6615, 65mpd 16 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ℝ+) → ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))
6766ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))
6842, 23fmptd 7115 . . 3 (𝜑 → 𝐺:𝐴⟶ℂ)
6968, 8, 11ellimc3 26205 . 2 (𝜑 → ( -𝐶 ∈ (𝐺 limℂ 𝐷) ↔ ( -𝐶 ∈ ℂ ∧ ∀𝑦 ∈ ℝ+ ∃𝑤 ∈ ℝ+ ∀𝑣 ∈ 𝐴 ((𝑣 ≠ 𝐷 ∧ (abs‘(𝑣 − 𝐷)) < 𝑤) → (abs‘((𝐺‘𝑣) − -𝐶)) < 𝑦))))
704, 67, 69mpbir2and 726 1 (𝜑 → -𝐶 ∈ (𝐺 limℂ 𝐷))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185  dom cdm 5650  ⟶wf 6535  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  ℂcc 11202   < clt 11347   − cmin 11545   -cneg 11546  ℝ+crp 13124  abscabs 15407   limℂ climc 26188
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752  ax-cnex 11260  ax-resscn 11261  ax-1cn 11262  ax-icn 11263  ax-addcl 11264  ax-addrcl 11265  ax-mulcl 11266  ax-mulrcl 11267  ax-mulcom 11268  ax-addass 11269  ax-mulass 11270  ax-distr 11271  ax-i2m1 11272  ax-1ne0 11273  ax-1rid 11274  ax-rnegex 11275  ax-rrecex 11276  ax-cnre 11277  ax-pre-lttri 11278  ax-pre-lttrn 11279  ax-pre-ltadd 11280  ax-pre-mulgt0 11281  ax-pre-sup 11282
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8303  df-wrecs 8334  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8480  df-er 8721  df-map 8853  df-pm 8854  df-en 8978  df-dom 8979  df-sdom 8980  df-fin 8981  df-fi 9407  df-sup 9438  df-inf 9439  df-pnf 11349  df-mnf 11350  df-xr 11351  df-ltxr 11352  df-le 11353  df-sub 11547  df-neg 11548  df-div 11978  df-nn 12340  df-2 12409  df-3 12410  df-4 12411  df-5 12412  df-6 12413  df-7 12414  df-8 12415  df-9 12416  df-n0 12611  df-z 12698  df-dec 12819  df-uz 12970  df-q 13080  df-rp 13125  df-xneg 13245  df-xadd 13246  df-xmul 13247  df-fz 13644  df-seq 14149  df-exp 14209  df-cj 15272  df-re 15273  df-im 15274  df-sqrt 15408  df-abs 15409  df-struct 17331  df-slot 17366  df-ndx 17378  df-base 17394  df-plusg 17447  df-mulr 17448  df-starv 17449  df-tset 17453  df-ple 17454  df-ds 17456  df-unif 17457  df-rest 17599  df-topn 17600  df-topgen 17620  df-psmet 21676  df-xmet 21677  df-met 21678  df-bl 21679  df-mopn 21680  df-cnfld 21685  df-top 23218  df-topon 23235  df-topsp 23257  df-bases 23270  df-cnp 23552  df-xms 24645  df-ms 24646  df-limc 26192
This theorem is used by:  sublimc  46756  reclimc  46757
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