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第 1347 題:多項式的零常數原函數

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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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R0001-01347 · q-20261007-advance-20261008-r06-antiderivative-0047

原題與已知條件

全實數論域,以下函數/點均以明示實數模型解讀。升冪係數 f=[9, 22, -1, 2]。求常數項固定零的原函數升冪有理係數,採最簡正分母。

  • G001 — 全實數論域,以下函數/點均以明示實數模型解讀。升冪係數 f=[9, 22, -1, 2]。求常數項固定零的原函數升冪有理係數,採最簡正分母。

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

domain=R; coefficient lists are in ascending powers

操作後

constant term first; rational pairs=[numerator,denominator]

條件:無

先固定係數次序,不能把升冪清單當降冪,也不能把分子分母交換。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_representation · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

f coefficients ascending=[9, 22, -1, 2]

操作後

seek F₀ with constant coefficient0 and F₀′=f

條件:無

原函數並不一般唯一;本題額外固定常數項為0。

步驟識別與依賴

規則:canonical_primitive_domain · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

primitive coefficient at degree1 := div(9, 1)

操作後

primitive coefficient at degree1 = 9

條件:無

由(x^(k+1))′=(k+1)x^k,係數須除以非零正整數k+1。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

differentiate back coefficient0 := mul(9, 1)

操作後

differentiate back coefficient0 = 9

條件:無

微分乘回k+1,應恢復原多項式對應係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

primitive coefficient at degree2 := div(22, 2)

操作後

primitive coefficient at degree2 = 11

條件:無

由(x^(k+1))′=(k+1)x^k,係數須除以非零正整數k+1。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

differentiate back coefficient1 := mul(11, 2)

操作後

differentiate back coefficient1 = 22

條件:無

微分乘回k+1,應恢復原多項式對應係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

primitive coefficient at degree3 := div(-1, 3)

操作後

primitive coefficient at degree3 = -1/3

條件:無

由(x^(k+1))′=(k+1)x^k,係數須除以非零正整數k+1。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

differentiate back coefficient2 := mul(-1/3, 3)

操作後

differentiate back coefficient2 = -1

條件:無

微分乘回k+1,應恢復原多項式對應係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

primitive coefficient at degree4 := div(2, 4)

操作後

primitive coefficient at degree4 = 1/2

條件:無

由(x^(k+1))′=(k+1)x^k,係數須除以非零正整數k+1。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

differentiate back coefficient3 := mul(1/2, 4)

操作後

differentiate back coefficient3 = 2

條件:無

微分乘回k+1,應恢復原多項式對應係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

[0, 9, 11, -1/3, 1/2]

操作後

all derivative coefficients agree with f

條件:無

係數逐項相同證明全實數上的多項式恆等,不是只在幾個點相等。

步驟識別與依賴

規則:global_polynomial_identity · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

[0, 9, 11, -1/3, 1/2]

操作後

reduced coefficients;integer coefficients retain /1

條件:無

輸出升冪係數清單;多餘最高次零係數去掉,但零多項式保留[0/1]。

步驟識別與依賴

規則:coefficient_output_protocol · 依賴:G001, S011

逐步反向核對

  • S012 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S011 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 differentiate back coefficient3,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 primitive coefficient at degree4,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 differentiate back coefficient2,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 primitive coefficient at degree3,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 differentiate back coefficient1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 primitive coefficient at degree2,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 differentiate back coefficient0,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 primitive coefficient at degree1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S001 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。

結論

[0/1, 9/1, 11/1, -1/3, 1/2]

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: 437c8e9c51ca6e221203ad74cbe9fb8ec11efce5ed91b64d4314b3cae2781a83
  • candidate record SHA-256: 6f85fbc29781bb4f7665dd4dbbe4d83b9b585be1d37f707d4457f564990a32c8
  • semantic review receipt SHA-256: c3b44ce8ed60ada6902fb206627537d5f90ba2a867eaba43a36f903280c496cc
  • question-first witness SHA-256: 3e91602adc7f81a2671a2a3ffaf6a447028b56abc5853e8271673d76f30cd7ad
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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