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第 32168 題:分數正規化與約分

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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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R0063-32168 · q-20260930-r01-fraction-reduction-0018

原題與已知條件

把整數構成的合法分數 15/(-12) 約成最簡正分母形式;答案用 p/q,包括整數與零。

  • G001 — 把整數構成的合法分數 15/(-12) 約成最簡正分母形式;答案用 p/q,包括整數與零。

定義與適用範圍

沿用原題明示的論域、假設與來源 MKO 定義。本題已完成第二對話數理與中英語義覆核,並由原始參數逐題獨立重算模型、答案與每個算術步驟;原題仍為 candidate。

逐步推導

S001 · implies

操作前

source roles = [qf-fraction-reduction, reduction, no-required-domain, []]

操作後

derived = [[reduced_fraction_RETAIN1_STRING]]

條件:無

BASE來源沒有本輪legacy的通用operation/domain/額外欄位禁令;保metadata而不當答案。PULSE與legacy則核來源精確欄位、operation及domain。不要把tuple、/1或輸入界強套全部題族。

步驟識別與依賴

規則:R63_SOURCE_bank_keys_operation_domain_output_roles_metadata_not_oracle · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

source roles = [15, -12, []]

操作後

derived = [是]

條件:無

先驗全部raw分量的SAFE整數型別,包含q0/0/0資格題的分子。資格題可合法No;其他實際運算才要求所有用到的den非0。

步驟識別與依賴

規則:Fraction_ALL_RAW_SAFE_integer_components_even_zero_den_validity · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Fraction reduction ORIGINAL negate numerator for denominator sign := sub(0, 15)

操作後

Fraction reduction ORIGINAL negate numerator for denominator sign = -15

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Fraction reduction ORIGINAL negate denominator := sub(0, -12)

操作後

Fraction reduction ORIGINAL negate denominator = 12

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

source roles = [Fraction reduction, 15, -12]

操作後

derived = [-15, 12]

條件:無

分母先非0才可表示分數;若負則分子分母同乘−1。衍生num/den不套raw SAFE;不只改分母而改掉值。

步驟識別與依賴

規則:Fraction_DEN_nonzero_sign_normalized_BEFORE_gcd · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL quotient times divisor := mul(1, 12)

操作後

Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL quotient times divisor = 12

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL dividend minus product := sub(15, 12)

操作後

Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL dividend minus product = 3

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

source roles = [Fraction reduction, 0, 15, 12, 1]

操作後

derived = [12, 3]

條件:無

以x=qy+r、0≤r<y把gcd(x,y)換成gcd(y,r),共同因數雙向不變;只有非零y才除,餘數嚴降到0。

步驟識別與依賴

規則:Fraction_EUCLID_all_remainders_and_common_divisor_invariant · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL quotient times divisor := mul(4, 3)

操作後

Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL quotient times divisor = 12

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL dividend minus product := sub(12, 12)

操作後

Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL dividend minus product = 0

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

source roles = [Fraction reduction, 1, 12, 3, 4]

操作後

derived = [12, 0]

條件:無

以x=qy+r、0≤r<y把gcd(x,y)換成gcd(y,r),共同因數雙向不變;只有非零y才除,餘數嚴降到0。

步驟識別與依賴

規則:Fraction_EUCLID_all_remainders_and_common_divisor_invariant · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Fraction reduction ORIGINAL numerator over positive gcd := div(-15, 3)

操作後

Fraction reduction ORIGINAL numerator over positive gcd = -5

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Fraction reduction ORIGINAL denominator over positive gcd := div(12, 3)

操作後

Fraction reduction ORIGINAL denominator over positive gcd = 4

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Fraction reduction reverse reduced numerator times gcd := mul(-5, 3)

操作後

Fraction reduction reverse reduced numerator times gcd = -15

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Fraction reduction reverse reduced denominator times gcd := mul(4, 3)

操作後

Fraction reduction reverse reduced denominator times gcd = 12

條件:無

保原操作數與順序作精確整數/有理計算;原輸入界依bank,衍生整數與分數不重套SAFE或外來小界,不用浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

source roles = [Fraction reduction, -15, 12, 3]

操作後

derived = [-5, 4, -15, 12, -5/4]

條件:無

同除正gcd保持比值、正分母且最簡;反乘還原兩個分量。0化為0/1,整數仍保/1,不改成小數。

步驟識別與依賴

規則:Fraction_REDUCED_positive_den_ZERO0over1_RETAIN_integer1 · 依賴:G001, S015

逐步反向核對

  • S016 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction reverse reduced denominator times gcd,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction reverse reduced numerator times gcd,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction ORIGINAL denominator over positive gcd,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction ORIGINAL numerator over positive gcd,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL dividend minus product,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction gcd step1 ORIGINAL quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL dividend minus product,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction gcd step0 ORIGINAL quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction ORIGINAL negate denominator,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Fraction reduction ORIGINAL negate numerator for denominator sign,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。
  • S001 · premise_and_result_audit — 依原始輸入、型別、論域及明示前提反向代回核對;不是由結論唯一還原前提。來源綁定候選、獨立審查、形式證明與發布各自分開。

結論

-5/4

依上列完整代值及條件核對得到原題答案;原題編號、格式與狀態保持不變。

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: 8794ddc3384c317801ce537ce67921431486d40f15152c63493e0b9a268853e6
  • candidate record SHA-256: e38eeb0f9fc292e2c6269093341a2dec35f057d583709c10e905be430b5b8c25
  • semantic review receipt SHA-256: acf03b776f4855e3869810bcbecf1116e3a2b11dfb1e2a5dfbcf8135ad24a7d0
  • question-first witness SHA-256: eadbbac3220988b52754f32450fb536d627217306d1ce28a49134f56c21bfa88
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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