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Theorem odd2np1lem 12908
Description: Lemma for odd2np1 12909. (Contributed by Scott Fenton, 3-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
odd2np1lem  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( E. n  e.  ZZ  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  N  \/  E. k  e.  ZZ  (
k  x.  2 )  =  N ) )
Distinct variable groups:    k, N    n, N

Proof of Theorem odd2np1lem
Dummy variables  j  m  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  0  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =  0 ) )
21rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  0  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  0 ) )
3 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  0  ->  (
( k  x.  2 )  =  j  <->  ( k  x.  2 )  =  0 ) )
43rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  0  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j  <->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  0 ) )
52, 4orbi12d 692 . 2  |-  ( j  =  0  ->  (
( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j )  <->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  0  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  0 ) ) )
6 eqeq2 2446 . . . . 5  |-  ( j  =  m  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =  m ) )
76rexbidv 2727 . . . 4  |-  ( j  =  m  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  m ) )
8 oveq2 6090 . . . . . . 7  |-  ( n  =  x  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  x ) )
98oveq1d 6097 . . . . . 6  |-  ( n  =  x  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  x )  +  1 ) )
109eqeq1d 2445 . . . . 5  |-  ( n  =  x  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  m  <->  ( (
2  x.  x )  +  1 )  =  m ) )
1110cbvrexv 2934 . . . 4  |-  ( E. n  e.  ZZ  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  m  <->  E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m )
127, 11syl6bb 254 . . 3  |-  ( j  =  m  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m ) )
13 eqeq2 2446 . . . . 5  |-  ( j  =  m  ->  (
( k  x.  2 )  =  j  <->  ( k  x.  2 )  =  m ) )
1413rexbidv 2727 . . . 4  |-  ( j  =  m  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j  <->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  m ) )
15 oveq1 6089 . . . . . 6  |-  ( k  =  y  ->  (
k  x.  2 )  =  ( y  x.  2 ) )
1615eqeq1d 2445 . . . . 5  |-  ( k  =  y  ->  (
( k  x.  2 )  =  m  <->  ( y  x.  2 )  =  m ) )
1716cbvrexv 2934 . . . 4  |-  ( E. k  e.  ZZ  (
k  x.  2 )  =  m  <->  E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m )
1814, 17syl6bb 254 . . 3  |-  ( j  =  m  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j  <->  E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m ) )
1912, 18orbi12d 692 . 2  |-  ( j  =  m  ->  (
( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j )  <->  ( E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m  \/  E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m ) ) )
20 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
2120rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  ( m  + 
1 )  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
22 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( k  x.  2 )  =  j  <->  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
2322rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  ( m  + 
1 )  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j  <->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
2421, 23orbi12d 692 . 2  |-  ( j  =  ( m  + 
1 )  ->  (
( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j )  <->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 )  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) ) )
25 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  N  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =  N ) )
2625rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  N  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  <->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  N ) )
27 eqeq2 2446 . . . 4  |-  ( j  =  N  ->  (
( k  x.  2 )  =  j  <->  ( k  x.  2 )  =  N ) )
2827rexbidv 2727 . . 3  |-  ( j  =  N  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j  <->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  N ) )
2926, 28orbi12d 692 . 2  |-  ( j  =  N  ->  (
( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  j  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  j )  <->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  N  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  N ) ) )
30 0z 10294 . . . 4  |-  0  e.  ZZ
31 2cn 10071 . . . . 5  |-  2  e.  CC
3231mul02i 9256 . . . 4  |-  ( 0  x.  2 )  =  0
33 oveq1 6089 . . . . . 6  |-  ( k  =  0  ->  (
k  x.  2 )  =  ( 0  x.  2 ) )
3433eqeq1d 2445 . . . . 5  |-  ( k  =  0  ->  (
( k  x.  2 )  =  0  <->  (
0  x.  2 )  =  0 ) )
3534rspcev 3053 . . . 4  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  ( 0  x.  2 )  =  0 )  ->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  0 )
3630, 32, 35mp2an 655 . . 3  |-  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  0
3736olci 382 . 2  |-  ( E. n  e.  ZZ  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  0  \/  E. k  e.  ZZ  (
k  x.  2 )  =  0 )
38 orcom 378 . . 3  |-  ( ( E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m  \/ 
E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m )  <-> 
( E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m  \/  E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m ) )
39 zcn 10288 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  ZZ  ->  y  e.  CC )
40 mulcom 9077 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  ( y  x.  2 )  =  ( 2  x.  y ) )
4139, 31, 40sylancl 645 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
y  x.  2 )  =  ( 2  x.  y ) )
4241adantl 454 . . . . . . 7  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  ->  ( y  x.  2 )  =  ( 2  x.  y ) )
4342eqeq1d 2445 . . . . . 6  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  ->  ( ( y  x.  2 )  =  m  <-> 
( 2  x.  y
)  =  m ) )
44 eqid 2437 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  x.  y )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 )
45 oveq2 6090 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  y  ->  (
2  x.  n )  =  ( 2  x.  y ) )
4645oveq1d 6097 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  y  ->  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 ) )
4746eqeq1d 2445 . . . . . . . . . 10  |-  ( n  =  y  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 )  <->  ( (
2  x.  y )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 ) ) )
4847rspcev 3053 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  ZZ  /\  ( ( 2  x.  y )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 ) )  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 ) )
4944, 48mpan2 654 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ZZ  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y
)  +  1 ) )
50 oveq1 6089 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  x.  y )  =  m  ->  (
( 2  x.  y
)  +  1 )  =  ( m  + 
1 ) )
5150eqeq2d 2448 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 2  x.  y )  =  m  ->  (
( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 )  <->  ( (
2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
5251rexbidv 2727 . . . . . . . 8  |-  ( ( 2  x.  y )  =  m  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  y )  +  1 )  <->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
5349, 52syl5ibcom 213 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ZZ  ->  (
( 2  x.  y
)  =  m  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
5453adantl 454 . . . . . 6  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  ->  ( ( 2  x.  y )  =  m  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
5543, 54sylbid 208 . . . . 5  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  y  e.  ZZ )  ->  ( ( y  x.  2 )  =  m  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
5655rexlimdva 2831 . . . 4  |-  ( m  e.  NN0  ->  ( E. y  e.  ZZ  (
y  x.  2 )  =  m  ->  E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 ) ) )
57 peano2z 10319 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ZZ  ->  (
x  +  1 )  e.  ZZ )
5857adantl 454 . . . . . . 7  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( x  +  1 )  e.  ZZ )
59 zcn 10288 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ZZ  ->  x  e.  CC )
60 mulcom 9077 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  ( x  x.  2 )  =  ( 2  x.  x ) )
6131, 60mpan2 654 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  CC  ->  (
x  x.  2 )  =  ( 2  x.  x ) )
6231mulid2i 9094 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( 1  x.  2 )  =  2
6362a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  CC  ->  (
1  x.  2 )  =  2 )
6461, 63oveq12d 6100 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( x  x.  2 )  +  ( 1  x.  2 ) )  =  ( ( 2  x.  x )  +  2 ) )
65 df-2 10059 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =  ( 1  +  1 )
6665oveq2i 6093 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  x )  +  2 )  =  ( ( 2  x.  x )  +  ( 1  +  1 ) )
6764, 66syl6eq 2485 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( x  x.  2 )  +  ( 1  x.  2 ) )  =  ( ( 2  x.  x )  +  ( 1  +  1 ) ) )
68 ax-1cn 9049 . . . . . . . . . . 11  |-  1  e.  CC
69 adddir 9084 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  CC  /\  1  e.  CC  /\  2  e.  CC )  ->  (
( x  +  1 )  x.  2 )  =  ( ( x  x.  2 )  +  ( 1  x.  2 ) ) )
7068, 31, 69mp3an23 1272 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( x  +  1 )  x.  2 )  =  ( ( x  x.  2 )  +  ( 1  x.  2 ) ) )
71 mulcl 9075 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( 2  e.  CC  /\  x  e.  CC )  ->  ( 2  x.  x
)  e.  CC )
7231, 71mpan 653 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  CC  ->  (
2  x.  x )  e.  CC )
73 addass 9078 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  e.  CC  /\  1  e.  CC  /\  1  e.  CC )  ->  (
( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  x )  +  ( 1  +  1 ) ) )
7468, 68, 73mp3an23 1272 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( 2  x.  x )  e.  CC  ->  (
( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  x )  +  ( 1  +  1 ) ) )
7572, 74syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 )  =  ( ( 2  x.  x )  +  ( 1  +  1 ) ) )
7667, 70, 753eqtr4d 2479 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  CC  ->  (
( x  +  1 )  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 ) )
7759, 76syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ZZ  ->  (
( x  +  1 )  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 ) )
7877adantl 454 . . . . . . 7  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( ( x  + 
1 )  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 ) )
79 oveq1 6089 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  ( x  + 
1 )  ->  (
k  x.  2 )  =  ( ( x  +  1 )  x.  2 ) )
8079eqeq1d 2445 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  ( x  + 
1 )  ->  (
( k  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 )  <->  ( (
x  +  1 )  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 ) ) )
8180rspcev 3053 . . . . . . 7  |-  ( ( ( x  +  1 )  e.  ZZ  /\  ( ( x  + 
1 )  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 ) )  ->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 ) )
8258, 78, 81syl2anc 644 . . . . . 6  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  x  e.  ZZ )  ->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 ) )
83 oveq1 6089 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  =  m  ->  (
( ( 2  x.  x )  +  1 )  +  1 )  =  ( m  + 
1 ) )
8483eqeq2d 2448 . . . . . . 7  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  =  m  ->  (
( k  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 )  <->  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
8584rexbidv 2727 . . . . . 6  |-  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  =  m  ->  ( E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( ( ( 2  x.  x
)  +  1 )  +  1 )  <->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
8682, 85syl5ibcom 213 . . . . 5  |-  ( ( m  e.  NN0  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m  ->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
8786rexlimdva 2831 . . . 4  |-  ( m  e.  NN0  ->  ( E. x  e.  ZZ  (
( 2  x.  x
)  +  1 )  =  m  ->  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) )
8856, 87orim12d 813 . . 3  |-  ( m  e.  NN0  ->  ( ( E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m  \/ 
E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m )  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 )  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) ) )
8938, 88syl5bi 210 . 2  |-  ( m  e.  NN0  ->  ( ( E. x  e.  ZZ  ( ( 2  x.  x )  +  1 )  =  m  \/ 
E. y  e.  ZZ  ( y  x.  2 )  =  m )  ->  ( E. n  e.  ZZ  ( ( 2  x.  n )  +  1 )  =  ( m  +  1 )  \/  E. k  e.  ZZ  ( k  x.  2 )  =  ( m  +  1 ) ) ) )
905, 19, 24, 29, 37, 89nn0ind 10367 1  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( E. n  e.  ZZ  (
( 2  x.  n
)  +  1 )  =  N  \/  E. k  e.  ZZ  (
k  x.  2 )  =  N ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    \/ wo 359    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726   E.wrex 2707  (class class class)co 6082   CCcc 8989   0cc0 8991   1c1 8992    + caddc 8994    x. cmul 8996   2c2 10050   NN0cn0 10222   ZZcz 10283
This theorem is referenced by:  odd2np1  12909
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2418  ax-sep 4331  ax-nul 4339  ax-pow 4378  ax-pr 4404  ax-un 4702  ax-resscn 9048  ax-1cn 9049  ax-icn 9050  ax-addcl 9051  ax-addrcl 9052  ax-mulcl 9053  ax-mulrcl 9054  ax-mulcom 9055  ax-addass 9056  ax-mulass 9057  ax-distr 9058  ax-i2m1 9059  ax-1ne0 9060  ax-1rid 9061  ax-rnegex 9062  ax-rrecex 9063  ax-cnre 9064  ax-pre-lttri 9065  ax-pre-lttrn 9066  ax-pre-ltadd 9067  ax-pre-mulgt0 9068
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2286  df-mo 2287  df-clab 2424  df-cleq 2430  df-clel 2433  df-nfc 2562  df-ne 2602  df-nel 2603  df-ral 2711  df-rex 2712  df-reu 2713  df-rab 2715  df-v 2959  df-sbc 3163  df-csb 3253  df-dif 3324  df-un 3326  df-in 3328  df-ss 3335  df-pss 3337  df-nul 3630  df-if 3741  df-pw 3802  df-sn 3821  df-pr 3822  df-tp 3823  df-op 3824  df-uni 4017  df-iun 4096  df-br 4214  df-opab 4268  df-mpt 4269  df-tr 4304  df-eprel 4495  df-id 4499  df-po 4504  df-so 4505  df-fr 4542  df-we 4544  df-ord 4585  df-on 4586  df-lim 4587  df-suc 4588  df-om 4847  df-xp 4885  df-rel 4886  df-cnv 4887  df-co 4888  df-dm 4889  df-rn 4890  df-res 4891  df-ima 4892  df-iota 5419  df-fun 5457  df-fn 5458  df-f 5459  df-f1 5460  df-fo 5461  df-f1o 5462  df-fv 5463  df-ov 6085  df-oprab 6086  df-mpt2 6087  df-riota 6550  df-recs 6634  df-rdg 6669  df-er 6906  df-en 7111  df-dom 7112  df-sdom 7113  df-pnf 9123  df-mnf 9124  df-xr 9125  df-ltxr 9126  df-le 9127  df-sub 9294  df-neg 9295  df-nn 10002  df-2 10059  df-n0 10223  df-z 10284
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