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第 3604 題:兩個合成次序的導數

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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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R0006-03604 · q-20261007-advance-20261009-r04-derivative-rules-0054

原題與已知條件

全實數論域;升冪係數的受限多項式模型。升冪係數 f=[-9, 4, -1, 4]、g=[-2, 1, 1, 1],x=2。依序列 ((f∘g)′(x), (g∘f)′(x)),每項保留 /1 或最簡分數。

  • G001 — 全實數論域;升冪係數的受限多項式模型。升冪係數 f=[-9, 4, -1, 4]、g=[-2, 1, 1, 1],x=2。依序列 ((f∘g)′(x), (g∘f)′(x)),每項保留 /1 或最簡分數。

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

f ascending coefficients=[-9, 4, -1, 4]

操作後

real polynomials are differentiable;use coefficient identities

條件:無

第k個係數乘x^k;實多項式可逐項微分,常數導數0。公式恆等與只在一點比較候選是不同主張。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_derivative_premise · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

f′ coefficient at degree0 := mul(1, 4)

操作後

f′ coefficient at degree0 = 4

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

f′ coefficient at degree1 := mul(2, -1)

操作後

f′ coefficient at degree1 = -2

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

f′ coefficient at degree2 := mul(3, 4)

操作後

f′ coefficient at degree2 = 12

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

g′ coefficient at degree0 := mul(1, 1)

操作後

g′ coefficient at degree0 = 1

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

g′ coefficient at degree1 := mul(2, 1)

操作後

g′ coefficient at degree1 = 2

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

g′ coefficient at degree2 := mul(3, 1)

操作後

g′ coefficient at degree2 = 3

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

f(x) ascending coefficients=[-9, 4, -1, 4]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

f(x) Horner multiply before degree2 := mul(4, 2)

操作後

f(x) Horner multiply before degree2 = 8

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

f(x) Horner add degree2 := sum(8, -1)

操作後

f(x) Horner add degree2 = 7

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

f(x) Horner multiply before degree1 := mul(7, 2)

操作後

f(x) Horner multiply before degree1 = 14

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

f(x) Horner add degree1 := sum(14, 4)

操作後

f(x) Horner add degree1 = 18

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

f(x) Horner multiply before degree0 := mul(18, 2)

操作後

f(x) Horner multiply before degree0 = 36

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

f(x) Horner add degree0 := sum(36, -9)

操作後

f(x) Horner add degree0 = 27

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

g(x) ascending coefficients=[-2, 1, 1, 1]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

g(x) Horner multiply before degree2 := mul(1, 2)

操作後

g(x) Horner multiply before degree2 = 2

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

g(x) Horner add degree2 := sum(2, 1)

操作後

g(x) Horner add degree2 = 3

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

g(x) Horner multiply before degree1 := mul(3, 2)

操作後

g(x) Horner multiply before degree1 = 6

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

g(x) Horner add degree1 := sum(6, 1)

操作後

g(x) Horner add degree1 = 7

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

g(x) Horner multiply before degree0 := mul(7, 2)

操作後

g(x) Horner multiply before degree0 = 14

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

g(x) Horner add degree0 := sum(14, -2)

操作後

g(x) Horner add degree0 = 12

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

f′(x) ascending coefficients=[4, -2, 12]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

f′(x) Horner multiply before degree1 := mul(12, 2)

操作後

f′(x) Horner multiply before degree1 = 24

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

f′(x) Horner add degree1 := sum(24, -2)

操作後

f′(x) Horner add degree1 = 22

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

f′(x) Horner multiply before degree0 := mul(22, 2)

操作後

f′(x) Horner multiply before degree0 = 44

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

f′(x) Horner add degree0 := sum(44, 4)

操作後

f′(x) Horner add degree0 = 48

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

g′(x) ascending coefficients=[1, 2, 3]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

g′(x) Horner multiply before degree1 := mul(3, 2)

操作後

g′(x) Horner multiply before degree1 = 6

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

g′(x) Horner add degree1 := sum(6, 2)

操作後

g′(x) Horner add degree1 = 8

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

g′(x) Horner multiply before degree0 := mul(8, 2)

操作後

g′(x) Horner multiply before degree0 = 16

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

g′(x) Horner add degree0 := sum(16, 1)

操作後

g′(x) Horner add degree0 = 17

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

f′(g(x)) ascending coefficients=[4, -2, 12]

操作後

evaluate at x=12

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

f′(g(x)) Horner multiply before degree1 := mul(12, 12)

操作後

f′(g(x)) Horner multiply before degree1 = 144

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · calculation

操作前

f′(g(x)) Horner add degree1 := sum(144, -2)

操作後

f′(g(x)) Horner add degree1 = 142

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S033

S035 · calculation

操作前

f′(g(x)) Horner multiply before degree0 := mul(142, 12)

操作後

f′(g(x)) Horner multiply before degree0 = 1704

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S034

S036 · calculation

操作前

f′(g(x)) Horner add degree0 := sum(1704, 4)

操作後

f′(g(x)) Horner add degree0 = 1708

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S035

S037 · implies

操作前

g′(f(x)) ascending coefficients=[1, 2, 3]

操作後

evaluate at x=27

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S036

S038 · calculation

操作前

g′(f(x)) Horner multiply before degree1 := mul(3, 27)

操作後

g′(f(x)) Horner multiply before degree1 = 81

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S037

S039 · calculation

操作前

g′(f(x)) Horner add degree1 := sum(81, 2)

操作後

g′(f(x)) Horner add degree1 = 83

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S038

S040 · calculation

操作前

g′(f(x)) Horner multiply before degree0 := mul(83, 27)

操作後

g′(f(x)) Horner multiply before degree0 = 2241

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S039

S041 · calculation

操作前

g′(f(x)) Horner add degree0 := sum(2241, 1)

操作後

g′(f(x)) Horner add degree0 = 2242

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S040

S042 · calculation

操作前

(f∘g)′(x) := mul(1708, 17)

操作後

(f∘g)′(x) = 29036

條件:無

先在g(x)取外函數f的導數,再乘內函數g′(x)。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S041

S043 · calculation

操作前

(g∘f)′(x) := mul(2242, 48)

操作後

(g∘f)′(x) = 107616

條件:無

另一順序須同時交換外函數、代入位置及內導數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S042

S044 · implies

操作前

inner values=(12,27);inner derivatives=(17,48)

操作後

ordered derivative values=(29036/1, 107616/1)

條件:無

兩項分別是f在g之後、g在f之後,不能交換答案欄序;常數外函數導數0自然使相應合成導數0。

步驟識別與依賴

規則:chain_rule_order_guard · 依賴:G001, S043

逐步反向核對

  • S044 · 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。
  • S043 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 (g∘f)′(x),不以小數近似替代。
  • S042 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 (f∘g)′(x),不以小數近似替代。
  • S041 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(f(x)) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S040 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(f(x)) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S039 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(f(x)) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S038 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(f(x)) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S037 · 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。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(g(x)) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(g(x)) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S034 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(g(x)) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(g(x)) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S032 · 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。
  • S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(x) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(x) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(x) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′(x) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S027 · 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。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(x) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(x) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(x) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′(x) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S022 · 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。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner add degree2,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g(x) Horner multiply before degree2,不以小數近似替代。
  • S015 · 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。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner add degree2,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f(x) Horner multiply before degree2,不以小數近似替代。
  • S008 · 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。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′ coefficient at degree2,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′ coefficient at degree1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 g′ coefficient at degree0,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′ coefficient at degree2,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′ coefficient at degree1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 f′ coefficient at degree0,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

(29036/1, 107616/1)

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: 163040410ef3331cf3f8292ee1e4fe92a24a045817e62011ed6c45c6a3fedde3
  • candidate record SHA-256: 8ab660bdff429bf97a6f5d5b3607e5139ff375efece2dbd3c65b50348125a0fc
  • semantic review receipt SHA-256: 568eefd71709ac3dc16a0d5b3b4ad3e83376a8ef300c9e5493eee0721500b29d
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  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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