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第 31525 題:二階方陣的互異實特徵值數

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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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R0062-31525 · q-20261006-advance-20261007-r04-eigenvalue-0100

原題與已知條件

實二階方陣,論域 R,M=[[-8, 1], [1, 8]]。只求互異實特徵值的個數 0、1 或2,不求小數根。

  • G001 — 實二階方陣,論域 R,M=[[-8, 1], [1, 8]]。只求互異實特徵值的個數 0、1 或2,不求小數根。

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-eigenvalue-real-count, reals, real_eigenvalue_count, no-form-field]

操作後

derived = [[distinct_real_count_STRING]]

條件:無

按原bank核欄位:BASE方程用form及論域,BASE事件/補集無operation,階乘無domain;ext18用local-hyphen,其他legacy用underscore。輸出型別不統一成tuple或fraction。

步驟識別與依賴

規則:R62_EXACT_source_keys_domain_operation_form_AND_output_types · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL diagonal trace := sum(-8, 8)

操作後

Eigen count ORIGINAL diagonal trace = 0

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL ad := mul(-8, 8)

操作後

Eigen count ORIGINAL ad = -64

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL bc := mul(1, 1)

操作後

Eigen count ORIGINAL bc = 1

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL ad minus bc := sub(-64, 1)

操作後

Eigen count ORIGINAL ad minus bc = -65

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL negative trace := sub(0, 0)

操作後

Eigen count ORIGINAL negative trace = 0

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL trace squared := mul(0, 0)

操作後

Eigen count ORIGINAL trace squared = 0

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL four times determinant := mul(4, -65)

操作後

Eigen count ORIGINAL four times determinant = -260

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Eigen count ORIGINAL characteristic discriminant := sub(0, -260)

操作後

Eigen count ORIGINAL characteristic discriminant = 260

條件:無

使用原操作數與明示次序作精確整數/有理計算,不用浮點近似。輸入界依題族:不把衍生值重驗成raw輸入,也不給BASE題庫另加SAFE或n64界。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

source roles = [[[-8, 1], [1, 8]]]

操作後

derived = [[1, 0, -65], 260]

條件:無

由det(λI−M)=(λ−a)(λ−d)−bc得到λ²−(a+d)λ+(ad−bc),再算判別式。係數與判別式都是衍生精確值,不重套SAFE。

步驟識別與依賴

規則:Eigen_COUNT_characteristic_polynomial_ALL_coefficients · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

source roles = [260]

操作後

derived = [2]

條件:無

實係數二次式判別式負/零/正對應0/1/2個相異實根。正但非完全平方仍有2個實根;重根只算1,不推論可對角化、Jordan結構或複數譜。

步驟識別與依賴

規則:Eigen_COUNT_DISTINCT_REAL_roots_by_sign_NOT_square_or_multiplicity · 依賴:G001, S010

逐步反向核對

  • S011 · premise_and_result_audit — 反向代回原輸入、欄位角色、論域及本步條件;一致性不表示結論能唯一恢復前提。有限核對、獨立審查、形式證明與發布分開標記。
  • S010 · premise_and_result_audit — 反向代回原輸入、欄位角色、論域及本步條件;一致性不表示結論能唯一恢復前提。有限核對、獨立審查、形式證明與發布分開標記。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL characteristic discriminant,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL four times determinant,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL trace squared,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL negative trace,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL ad minus bc,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL bc,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL ad,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Eigen count ORIGINAL diagonal trace,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 反向代回原輸入、欄位角色、論域及本步條件;一致性不表示結論能唯一恢復前提。有限核對、獨立審查、形式證明與發布分開標記。

結論

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: 27c2e80f5f01a46510467e364c8baa56473b19d24d1d5803f4eb5a80fcd0da87
  • candidate record SHA-256: 17b6169843ce6bf4bd34ad7fb7bc0906bf5821915610fea2163a6eb8f89c1045
  • semantic review receipt SHA-256: 963099ffc9f754069fdce6792949a85ed350472465eaceb3038fa8011cf672bd
  • question-first witness SHA-256: d7655324c5d11528e1af90b757384cebd3313e19dc5f6f5b9b8ea7624fb06f6f
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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