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第 19 題:座標平面距離計算

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  1. 原題與已知條件
  2. 定義與適用範圍
  3. 逐步推導
  4. 逐步反向核對
  5. 結論
  6. 本題覆核與來源綁定

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P250-0019 · q-20260912-distance-coordinate-0019

原題與已知條件

在歐幾里得平面上,點 P=(9, 13) 與 Q=(24, -99)。求距離 d(P,Q)。

  • G001 — 在歐幾里得平面上,點 P=(9, 13) 與 Q=(24, -99)。求距離 d(P,Q)。

定義與適用範圍

距離取非負主平方根,沿用引用來源既有假設 a3;相同點的距離為零。本批兩點均不同,結果皆為正。

逐步推導

S001 · implies

操作前

P=(9,13), Q=(24,-99)

操作後

Δx=Q_x−P_x; Δy=Q_y−P_y

條件:無

先固定相同方向 Q−P,分別求兩個座標差。

步驟識別與依賴

規則:coordinate_difference · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Δx := sub(24, 9)

操作後

Δx = 15

條件:無

橫座標差是 24 減去 9,負座標仍須保留括號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Δy := sub(-99, 13)

操作後

Δy = -112

條件:無

縱座標差是 -99 減去 13。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

(Δx)² := square(15)

操作後

(Δx)² = 225

條件:無

先把完整的橫差平方,不能只平方減數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

(Δy)² := square(-112)

操作後

(Δy)² = 12544

條件:無

縱差即使為負,平方後仍非負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

d² := sum(225, 12544)

操作後

d² = 12769

條件:無

依歐幾里得距離公式加總兩個平方。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

d²=12769, d≥0

操作後

d=√(12769)=113

條件:d≥0

因為 113²=12769 且距離不為負,取非負平方根 113。

步驟識別與依賴

規則:nonnegative_square_root · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

answer² := square(113)

操作後

answer² = 12769

條件:無

把所得距離平方,回核原來的平方和。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

逐步反向核對

  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 answer²,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 負平方根不是距離;不將平方距離直接當作距離。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 d²,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 (Δy)²,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 (Δx)²,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Δy,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Δx,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 交換兩點會同時改變差的符號,但不改變平方和。

結論

113

兩點距離為 113。

本題覆核與來源綁定

覆核日期:2026-10-24

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣;原來的候選狀態屬於來源歷史,不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
  • input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
  • original question SHA-256: 06d1a48830a49aed1a5ceb826b2a8dcc0a9bc47083b426b7a334a609459e57d5
  • candidate record SHA-256: 24270d32f2b9ae970a76eaa0ca13d30689330851c879294242ca5584f42f02b5
  • semantic review receipt SHA-256: ada91cd601dc368efd790cdd3aa80d0c7432d82b465fcdd1eef5148d3959755c
  • question-first witness SHA-256: c36a153d3b48c84ba1bb7f6534cc6b835c243b74dd8080300b8026ab133fc6f6
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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