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第 28447 題：二次方程式的精確根集合

本頁導覽
  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

返回所在分頁 143

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R0055-28447 · q-20261003-r04-quadratic-equation-0097

原題與已知條件

在實數論域，(-6)x²+(21)x+(27)=0 的 a≠0 且 D 為非負完全平方數。求最簡正分母、遞增且重複只列一次的根集合。

  • G001 — 在實數論域，(-6)x²+(21)x+(27)=0 的 a≠0 且 D 為非負完全平方數。求最簡正分母、遞增且重複只列一次的根集合。

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-quadratic-exact-roots, exact_roots]

操作後

derived = [[increasing_reduced_positive_denominator_root_SET_retaining1]]

條件：無

此頁明列本題scalar／label／set／point或mode欄序，不強套現代tuple。舊題domain與operation底線格式按原資料，分數整數亦保/1；原中英快照不改。

步驟識別與依賴

規則：source_answer_roles_or_ordered_fields_without_JS · 依賴：G001

S002 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL b squared := mul(21, 21)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL b squared = 441

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S001

S003 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL a times c := mul(-6, 27)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL a times c = -162

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S002

S004 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL four times ac := mul(4, -162)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL four times ac = -648

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S003

S005 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL b squared minus fourac := sub(441, -648)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL b squared minus fourac = 1089

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S004

S006 · implies

操作前

source roles = [-6, 21, 27, 1089]

操作後

derived = [4a*(a*x^2+b*x+c)=(2a*x+b)^2-D, 2]

條件：無

a非0使4a可逆，方程等價(2ax+b)²=D。D<0無實根，D0一個值，D>0兩個相異值；重根只算一次，D為不設衍生SAFE上限的BigInt。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_quadratic_GENERAL_complete_square_iff_DISTINCT_real_roots · 依賴：G001, S005

S007 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square0 := mul(545, 545)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square0 = 297025

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S006

S008 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 0, [0, 1090], 545]

操作後

derived = [297025, 否, 0, 545]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S007

S009 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square1 := mul(272, 272)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square1 = 73984

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S008

S010 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 1, [0, 545], 272]

操作後

derived = [73984, 否, 0, 272]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S009

S011 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square2 := mul(136, 136)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square2 = 18496

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S010

S012 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 2, [0, 272], 136]

操作後

derived = [18496, 否, 0, 136]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S011

S013 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square3 := mul(68, 68)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square3 = 4624

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S012

S014 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 3, [0, 136], 68]

操作後

derived = [4624, 否, 0, 68]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S013

S015 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square4 := mul(34, 34)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square4 = 1156

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S014

S016 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 4, [0, 68], 34]

操作後

derived = [1156, 否, 0, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S015

S017 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square5 := mul(17, 17)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square5 = 289

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S016

S018 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 5, [0, 34], 17]

操作後

derived = [289, 是, 17, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S017

S019 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square6 := mul(25, 25)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square6 = 625

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S018

S020 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 6, [17, 34], 25]

操作後

derived = [625, 是, 25, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S019

S021 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square7 := mul(29, 29)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square7 = 841

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S020

S022 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 7, [25, 34], 29]

操作後

derived = [841, 是, 29, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S021

S023 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square8 := mul(31, 31)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square8 = 961

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S022

S024 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 8, [29, 34], 31]

操作後

derived = [961, 是, 31, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S023

S025 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square9 := mul(32, 32)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square9 = 1024

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S024

S026 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 9, [31, 34], 32]

操作後

derived = [1024, 是, 32, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S025

S027 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square10 := mul(33, 33)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square10 = 1089

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S026

S028 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 10, [32, 34], 33]

操作後

derived = [1089, 是, 33, 34]

條件：無

在非負整數上square單調，保持low²<=n<high²；mid是BigInt floor((low+high)/2)，不用浮點sqrt，嚴格縮小整數bracket。衍生值不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_EACH_BigInt_integer_midpoint_bracket · 依賴：G001, S027

S029 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal root square := mul(33, 33)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal root square = 1089

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S028

S030 · calculation

操作前

Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal successor square := mul(34, 34)

操作後

Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal successor square = 1156

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S029

S031 · implies

操作前

source roles = [Legacy quadratic DERIVED discriminant, 1089, 33, 34]

操作後

derived = [1089, 1156]

條件：無

相鄰整數bracket證floor sqrt=low；exact root另核low²=n，主平方根只取非負分支。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_isqrt_terminal_floor_and_single_nonnegative_branch · 依賴：G001, S030

S032 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL negated b := sub(0, 21)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL negated b = -21

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S031

S033 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL minus numerator := sub(-21, 33)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL minus numerator = -54

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S032

S034 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL plus numerator := sum(-21, 33)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL plus numerator = 12

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S033

S035 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL denominator2a := mul(2, -6)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL denominator2a = -12

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S034

S036 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch0 := div(-54, -12)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch0 = 9/2

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S035

S037 · implies

操作前

source roles = [0, -54, -12]

操作後

derived = [9, 2, 9/2]

條件：無

對每個原branch normalize分母正號與gcd；原den2a可負，衍生num／den不重套SAFE，整數仍顯示p/1。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_quadratic_EACH_raw_branch_positive_den_gcd_normalization · 依賴：G001, S036

S038 · calculation

操作前

Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch1 := div(12, -12)

操作後

Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch1 = -1

條件：無

按原始角色精確代值，不作浮點近似或換操作數；額外教學等式不另縮原題域。

步驟識別與依賴

規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S037

S039 · implies

操作前

source roles = [1, 12, -12]

操作後

derived = [-1, 1, -1/1]

條件：無

對每個原branch normalize分母正號與gcd；原den2a可負，衍生num／den不重套SAFE，整數仍顯示p/1。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_quadratic_EACH_raw_branch_positive_den_gcd_normalization · 依賴：G001, S038

S040 · implies

操作前

source roles = [-6, 1089, [9/2, -1/1]]

操作後

derived = [[-1/1, 9/2], {-1/1, 9/2}]

條件：無

按有理數實值／cross products排序，不能lexical或假設minus branch一定較小（a負會反向）。D0的兩個branch同值只列一次；完整square iff也證沒有漏根。

步驟識別與依賴

規則：Legacy_quadratic_EXACT_numeric_sort_and_D0_set_dedup · 依賴：G001, S039

逐步反向核對

  • S040 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S039 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S038 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch1，不以小數近似替代。
  • S037 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL raw rational branch0，不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL denominator2a，不以小數近似替代。
  • S034 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL plus numerator，不以小數近似替代。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL minus numerator，不以小數近似替代。
  • S032 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL negated b，不以小數近似替代。
  • S031 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal successor square，不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant terminal root square，不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square10，不以小數近似替代。
  • S026 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square9，不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square8，不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square7，不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square6，不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square5，不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square4，不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square3，不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square2，不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square1，不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic DERIVED discriminant exact midpoint square0，不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL b squared minus fourac，不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL four times ac，不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL a times c，不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Legacy quadratic ORIGINAL b squared，不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 回查完整來源資料、原操作數及本步條件；有限核對、條件式理由、形式證明與發布資格分開。

結論

{-1/1, 9/2}

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: 3814087bc5c8e3f6411692843738de5b5a36d5423d11a47c5bcb023e8dd086a4
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