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第 3713 題:實二階矩陣的降冪特徵多項式

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

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R0006-03713 · q-20261007-advance-20261009-r07-eigenvalue-0013

原題與已知條件

實二階方陣與精確整數資料。M=[[0,1],[1,13]]。列 det(tI−M) 的降冪係數 (t²係數, t係數, 常數),採整數有序三元組。

  • G001 — 實二階方陣與精確整數資料。M=[[0,1],[1,13]]。列 det(tI−M) 的降冪係數 (t²係數, t係數, 常數),採整數有序三元組。

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

[[0, 1], [1, 13]]

操作後

exact real2×2 matrix;no spectrum or diagonalization inferred

條件:無

只處理宣告的實二階矩陣;係數、判別式或單一候選殘差都不自動給出完整譜或可對角化性。

步驟識別與依賴

規則:two_by_two_matrix_scope · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

trace := sum(0, 13)

操作後

trace = 13

條件:無

跡為主對角線之和。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

diagonal product := mul(0, 13)

操作後

diagonal product = 0

條件:無

行列式第一項a·d。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

off-diagonal product := mul(1, 1)

操作後

off-diagonal product = 1

條件:無

第二項為b·c,後續要減而非加。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

determinant := sub(0, 1)

操作後

determinant = -1

條件:無

精確計算ad−bc。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

negative trace := mul(-1, 13)

操作後

negative trace = -13

條件:無

det(tI−M)的線性項係數是−trace,保留負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

det(tI−M)=(t−0)(t−13)−(1)(1)

操作後

t²+(-13)t+(-1)

條件:無

展開二階行列式得到降冪係數(1,−trace,det);維持欄序及線性項的負跡,不由係數逕推可對角化性。

步驟識別與依賴

規則:characteristic_polynomial_expansion · 依賴:G001, S006

逐步反向核對

  • 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 negative trace,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 determinant,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 off-diagonal product,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 diagonal product,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 trace,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

(1, -13, -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: f279353d2083061dcfe8a3a96bddb5a8723e465b6e789de5917fe5ab5d297338
  • candidate record SHA-256: dcc958101b8962e4878c6f3f48b23806581ec9441b3680e5df480d68c506c037
  • semantic review receipt SHA-256: 568eefd71709ac3dc16a0d5b3b4ad3e83376a8ef300c9e5493eee0721500b29d
  • question-first witness SHA-256: d964b91bedb9d4918bbc055f567762a09f5a58af6c876268e719d5100332d855
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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