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第 10140 題:累積函數在起點的值與導數

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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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R0019-10140 · q-20261007-advance-20261009-r01-fundamental-theorem-calculus-0065

原題與已知條件

全實數論域;連續多項式被積函數,FTC的明示充分前提。升冪係數 f=[2, 15, 1, 3],a=1,G(t)=∫_a^t f(s)ds。依順序求 (G(a), G′(a)),每項以 p/q 表示。

  • G001 — 全實數論域;連續多項式被積函數,FTC的明示充分前提。升冪係數 f=[2, 15, 1, 3],a=1,G(t)=∫_a^t f(s)ds。依順序求 (G(a), G′(a)),每項以 p/q 表示。

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

raw integrand f=[2, 15, 1, 3];ascending powers on all R

操作後

normalized coefficients=[2/1, 15/1, 1/1, 3/1];declared continuous real polynomial

條件:無

本題明示全R連續多項式,積分採有向端點。FTC關係只在這些充分前提下使用,不以有限核對宣稱新增一般FTC形式證明。

步驟識別與依賴

規則:declared_FTC_continuity_hypothesis · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

zero primitive coefficient1 := div(2, 1)

操作後

zero primitive coefficient1 = 2

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

integrand power=0;coefficient=2/1

操作後

primitive power=1;coefficient=2/1

條件:無

c*x^k的零常數原函數把c/(k+1)放在x^(k+1),分母k+1正;導回即c*x^k。另加任意常數仍是原函數。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_primitive_coefficient_rule · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

zero primitive coefficient2 := div(15, 2)

操作後

zero primitive coefficient2 = 15/2

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

integrand power=1;coefficient=15/1

操作後

primitive power=2;coefficient=15/2

條件:無

c*x^k的零常數原函數把c/(k+1)放在x^(k+1),分母k+1正;導回即c*x^k。另加任意常數仍是原函數。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_primitive_coefficient_rule · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

zero primitive coefficient3 := div(1, 3)

操作後

zero primitive coefficient3 = 1/3

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

integrand power=2;coefficient=1/1

操作後

primitive power=3;coefficient=1/3

條件:無

c*x^k的零常數原函數把c/(k+1)放在x^(k+1),分母k+1正;導回即c*x^k。另加任意常數仍是原函數。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_primitive_coefficient_rule · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

zero primitive coefficient4 := div(3, 4)

操作後

zero primitive coefficient4 = 3/4

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

integrand power=3;coefficient=3/1

操作後

primitive power=4;coefficient=3/4

條件:無

c*x^k的零常數原函數把c/(k+1)放在x^(k+1),分母k+1正;導回即c*x^k。另加任意常數仍是原函數。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_primitive_coefficient_rule · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

original integrand coefficients=[2/1, 15/1, 1/1, 3/1]

操作後

zero-constant primitive coefficients=[0/1, 2/1, 15/2, 1/3, 3/4]

條件:無

這是方便計算的一個原函數代表,不把常數族丟掉當成唯一原函數。

步驟識別與依賴

規則:zero_constant_polynomial_primitive · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

constructed P0 derivative coefficient0 := mul(1, 2)

操作後

constructed P0 derivative coefficient0 = 2

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

constructed P0:source power=1;coefficient=2/1

操作後

derivative power=0;coefficient=2/1

條件:無

次數k乘原係數並把次數降1,常數項不參與;完整保留所有非零高次項。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_derivative_coefficient_rule · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

constructed P0 derivative coefficient1 := mul(2, 15/2)

操作後

constructed P0 derivative coefficient1 = 15

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

constructed P0:source power=2;coefficient=15/2

操作後

derivative power=1;coefficient=15/1

條件:無

次數k乘原係數並把次數降1,常數項不參與;完整保留所有非零高次項。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_derivative_coefficient_rule · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

constructed P0 derivative coefficient2 := mul(3, 1/3)

操作後

constructed P0 derivative coefficient2 = 1

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

constructed P0:source power=3;coefficient=1/3

操作後

derivative power=2;coefficient=1/1

條件:無

次數k乘原係數並把次數降1,常數項不參與;完整保留所有非零高次項。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_derivative_coefficient_rule · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

constructed P0 derivative coefficient3 := mul(4, 3/4)

操作後

constructed P0 derivative coefficient3 = 3

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

constructed P0:source power=4;coefficient=3/4

操作後

derivative power=3;coefficient=3/1

條件:無

次數k乘原係數並把次數降1,常數項不參與;完整保留所有非零高次項。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_derivative_coefficient_rule · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

P0 derivative coefficients=[2/1, 15/1, 1/1, 3/1];f=[2/1, 15/1, 1/1, 3/1]

操作後

P0'=f on all R in this declared polynomial model

條件:無

完整係數身份給原函數關係,搭配明示連續前提可用FTC端點差;不是觀察有限點猜函數。

步驟識別與依賴

規則:constructed_primitive_coefficient_identity · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner multiply4 := mul(0, 1)

操作後

P0 at anchor Horner multiply4 = 0

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner add4 := sum(0, 3/4)

操作後

P0 at anchor Horner add4 = 3/4

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner multiply3 := mul(3/4, 1)

操作後

P0 at anchor Horner multiply3 = 3/4

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner add3 := sum(3/4, 1/3)

操作後

P0 at anchor Horner add3 = 13/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner multiply2 := mul(13/12, 1)

操作後

P0 at anchor Horner multiply2 = 13/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner add2 := sum(13/12, 15/2)

操作後

P0 at anchor Horner add2 = 103/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner multiply1 := mul(103/12, 1)

操作後

P0 at anchor Horner multiply1 = 103/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner add1 := sum(103/12, 2)

操作後

P0 at anchor Horner add1 = 127/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner multiply0 := mul(127/12, 1)

操作後

P0 at anchor Horner multiply0 = 127/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

P0 at anchor Horner add0 := sum(127/12, 0)

操作後

P0 at anchor Horner add0 = 127/12

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · implies

操作前

anchor a=1;P0(a)=127/12

操作後

G(t)=P0(t)-(127/12);G'(t)=f(t)

條件:無

積分起點產生與t無關的常數P0(a),微分時消去;不要把G在起點的0值當導數。

步驟識別與依賴

規則:FTC_accumulation_anchor_constant · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

f at derivative point Horner multiply3 := mul(0, 1)

操作後

f at derivative point Horner multiply3 = 0

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · calculation

操作前

f at derivative point Horner add3 := sum(0, 3)

操作後

f at derivative point Horner add3 = 3

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

f at derivative point Horner multiply2 := mul(3, 1)

操作後

f at derivative point Horner multiply2 = 3

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · calculation

操作前

f at derivative point Horner add2 := sum(3, 1)

操作後

f at derivative point Horner add2 = 4

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S033

S035 · calculation

操作前

f at derivative point Horner multiply1 := mul(4, 1)

操作後

f at derivative point Horner multiply1 = 4

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S034

S036 · calculation

操作前

f at derivative point Horner add1 := sum(4, 15)

操作後

f at derivative point Horner add1 = 19

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S035

S037 · calculation

操作前

f at derivative point Horner multiply0 := mul(19, 1)

操作後

f at derivative point Horner multiply0 = 19

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S036

S038 · calculation

操作前

f at derivative point Horner add0 := sum(19, 2)

操作後

f at derivative point Horner add0 = 21

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S037

S039 · calculation

操作前

anchor integral same-endpoint difference := sub(127/12, 127/12)

操作後

anchor integral same-endpoint difference = 0

條件:無

按本步原始操作數及指定次序精確計算,保留有號值與分母條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S038

S040 · implies

操作前

G(a)=0/1;f(a)=21/1

操作後

ordered value-derivative pair=(0/1, 21/1)

條件:無

起終點相同給積分值0;導數另由f(a)取得,可能非零。兩欄按題目次序保留。

步驟識別與依賴

規則:anchor_value_not_derivative · 依賴:G001, S039

逐步反向核對

  • S040 · 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。
  • S039 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 anchor integral same-endpoint difference,不以小數近似替代。
  • S038 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner add0,不以小數近似替代。
  • S037 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner multiply0,不以小數近似替代。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner add1,不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner multiply1,不以小數近似替代。
  • S034 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner add2,不以小數近似替代。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner multiply2,不以小數近似替代。
  • S032 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner add3,不以小數近似替代。
  • S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f at derivative point Horner multiply3,不以小數近似替代。
  • S030 · 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。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner add0,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner multiply0,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner add1,不以小數近似替代。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner multiply1,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner add2,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner multiply2,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner add3,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner multiply3,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner add4,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 P0 at anchor Horner multiply4,不以小數近似替代。
  • S019 · 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。
  • S018 · 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。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 constructed P0 derivative coefficient3,不以小數近似替代。
  • S016 · 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。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 constructed P0 derivative coefficient2,不以小數近似替代。
  • S014 · 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。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 constructed P0 derivative coefficient1,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 constructed P0 derivative coefficient0,不以小數近似替代。
  • S010 · 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。
  • S009 · 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。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 zero primitive coefficient4,不以小數近似替代。
  • S007 · 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。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 zero primitive coefficient3,不以小數近似替代。
  • S005 · 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。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 zero primitive coefficient2,不以小數近似替代。
  • S003 · 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。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 zero primitive coefficient1,不以小數近似替代。
  • 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, 21/1)

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: 355984f0edd6c05562a547cf2a77f72dd59a1480916b725b104b50a21d621365
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  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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