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第 321 題:有理解的交叉乘積驗證

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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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P1000-0321 · q-20260927-linear-equation-solution-verification-0021

原題與已知條件

在有理數論域,方程 -2x+(-1)=0;候選 x=-1/2。候選值是否為解?

  • G001 — 在有理數論域,方程 -2x+(-1)=0;候選 x=-1/2。候選值是否為解?

定義與適用範圍

有理數論域;候選 p/q 須 q≠0,殘差為零與交叉相乘等式等價。

逐步推導

S001 · implies

操作前

a=-2, b=-1, x∈Q

操作後

equation: -2x+(-1)=0

條件:無

明確讀取一次項、常數項與有理數域,不從式子表面名稱推斷非退化。

步驟識別與依賴

規則:read_coefficients · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

candidate x := div(-1, 2)

操作後

candidate x = -1/2

條件:無

先把候選有理數化為精確分數;分母不能為零。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

a·x := mul(-2, -1/2)

操作後

a·x = 1

條件:無

依原係數計算一次項。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

a·x+b := sum(1, -1)

操作後

a·x+b = 0

條件:無

殘差等於0才是原方程的解。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

a·p := mul(-2, -1)

操作後

a·p = 2

條件:無

另外交叉相乘核對整數側。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

b·q := mul(-1, 2)

操作後

b·q = -2

條件:無

將常數也乘同一非零分母。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

a·p+b·q := sum(2, -2)

操作後

a·p+b·q = 0

條件:無

非零 q 使這個等式與原殘差為零等價。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

residual=0; cross=0

操作後

candidate solves equation: 是

條件:無

兩種精確核對一致,才採用候選解的真假結論。

步驟識別與依賴

規則:substitution_verdict · 依賴:G001, S007

逐步反向核對

  • S008 · premise_and_result_audit — 代回原式核對,除法前的非零條件不可省略。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·p+b·q,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 b·q,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·p,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·x+b,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·x,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 candidate x,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 代回原式核對,除法前的非零條件不可省略。

結論

是

上述完整代值與條件核對得到原題答案;欄位次序及真假標記保持原始合約。

本題覆核與來源綁定

覆核日期:2026-10-26

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: f8df356f905b5600ab89a5d288ab694af7509a75bcb090ad6720b9a471b57204
  • candidate record SHA-256: 7e6e4bb8ffbf6582253ea1e060b363f6f44040eccc4c18f35f3e11ea291c4605
  • semantic review receipt SHA-256: 6c2c6d46aded7582a11ac41a8c0b3bdde2669a53bdb6e796eea2039994a02772
  • question-first witness SHA-256: 77e43898df9efdbf8094ad81fe4ab91cf4b4bd82f481eb9b4699b73cb4da612b
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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