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第 6552 題:對邊中點與三段平方

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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

返回所在分頁 33

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R0012-06552 · q-20261009-advance-20261013-r07-triangle-0077

原題與已知條件

歐氏等單位正交座標;A、B、C按頂點索引1、2、3排列,points=[[-1, 0], [0, 2], [2, 0]]。三點相異且非共線,vertex=2,M為對邊中點。依序求 (Mx, My, 第一對邊端點至M平方, 第二端點至M平方, vertex至M平方),五項均為最簡有理數。

  • G001 — 歐氏等單位正交座標;A、B、C按頂點索引1、2、3排列,points=[[-1, 0], [0, 2], [2, 0]]。三點相異且非共線,vertex=2,M為對邊中點。依序求 (Mx, My, 第一對邊端點至M平方, 第二端點至M平方, vertex至M平方),五項均為最簡有理數。

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

[[-1, 0], [0, 2], [2, 0]]

操作後

original vertex labels1,2,3 in an equal-unit orthogonal Euclidean frame

條件:無

保留A、B、C原順序,等單位且正交才使用此座標平方公式;不由示意圖讀數,候選頂點未必是合格三角形。

步驟識別與依賴

規則:labelled_triangle_coordinate_scope · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

[[-1, 0], [0, 2], [2, 0]]

操作後

three distinct points=是

條件:無

相異資格與非共線資格分開;三點共線可以彼此相異,重複頂點則不合非退化三角形。

步驟識別與依賴

規則:distinct_triangle_vertex_check · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

ABC first vector component0 := sub(0, -1)

操作後

ABC first vector component0 = 1

條件:無

第一基向量是第二頂點減第一頂點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

ABC first vector component1 := sub(2, 0)

操作後

ABC first vector component1 = 2

條件:無

第一基向量是第二頂點減第一頂點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

ABC second vector component0 := sub(2, -1)

操作後

ABC second vector component0 = 3

條件:無

第二基向量是第三頂點減同一第一頂點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

ABC second vector component1 := sub(0, 0)

操作後

ABC second vector component1 = 0

條件:無

第二基向量是第三頂點減同一第一頂點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

ABC cross positive term := mul(1, 0)

操作後

ABC cross positive term = 0

條件:無

先算u_x v_y。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

ABC cross negative term := mul(2, 3)

操作後

ABC cross negative term = 6

條件:無

另算u_y v_x,減號留到下一步。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

ABC signed determinant := sub(0, 6)

操作後

ABC signed determinant = -6

條件:無

相減給有號二倍面積,不能取絕對值抹去標記方向。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

distinct=是;signed determinant=-6

操作後

proper triangle=是

條件:無

非退化要求相異且行列式非零;只對這組明示座標給判定,不冒稱一般幾何構造證明。

步驟識別與依賴

規則:triangle_nondegenerate_coordinate_qualification · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

marked vertex=2

操作後

opposite endpoints=[1, 3]

條件:無

對邊端點是另外兩個原標記,不依座標或邊長重新排序。

步驟識別與依賴

規則:original_label_opposite_side · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

midpoint coordinate sum0 := sum(-1, 2)

操作後

midpoint coordinate sum0 = 1

條件:無

對邊兩端的同分量先相加。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

midpoint coordinate0 := div(1, 2)

操作後

midpoint coordinate0 = 1/2

條件:無

完整座標和除2,保留最簡有理值。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

midpoint coordinate sum1 := sum(0, 0)

操作後

midpoint coordinate sum1 = 0

條件:無

對邊兩端的同分量先相加。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

midpoint coordinate1 := div(0, 2)

操作後

midpoint coordinate1 = 0

條件:無

完整座標和除2,保留最簡有理值。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

first endpoint to midpoint coordinate difference0 := sub(-1, 1/2)

操作後

first endpoint to midpoint coordinate difference0 = -3/2

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

first endpoint to midpoint difference squared0 := square(-3/2)

操作後

first endpoint to midpoint difference squared0 = 9/4

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

first endpoint to midpoint coordinate difference1 := sub(0, 0)

操作後

first endpoint to midpoint coordinate difference1 = 0

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

first endpoint to midpoint difference squared1 := square(0)

操作後

first endpoint to midpoint difference squared1 = 0

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

first endpoint to midpoint squared distance := sum(9/4, 0)

操作後

first endpoint to midpoint squared distance = 9/4

條件:無

依等單位正交L2關係相加兩平方。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

second endpoint to midpoint coordinate difference0 := sub(2, 1/2)

操作後

second endpoint to midpoint coordinate difference0 = 3/2

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

second endpoint to midpoint difference squared0 := square(3/2)

操作後

second endpoint to midpoint difference squared0 = 9/4

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

second endpoint to midpoint coordinate difference1 := sub(0, 0)

操作後

second endpoint to midpoint coordinate difference1 = 0

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

second endpoint to midpoint difference squared1 := square(0)

操作後

second endpoint to midpoint difference squared1 = 0

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

second endpoint to midpoint squared distance := sum(9/4, 0)

操作後

second endpoint to midpoint squared distance = 9/4

條件:無

依等單位正交L2關係相加兩平方。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

marked vertex to midpoint coordinate difference0 := sub(0, 1/2)

操作後

marked vertex to midpoint coordinate difference0 = -1/2

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

marked vertex to midpoint difference squared0 := square(-1/2)

操作後

marked vertex to midpoint difference squared0 = 1/4

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

marked vertex to midpoint coordinate difference1 := sub(2, 0)

操作後

marked vertex to midpoint coordinate difference1 = 2

條件:無

先取同分量座標差,允許中點有理數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

marked vertex to midpoint difference squared1 := square(2)

操作後

marked vertex to midpoint difference squared1 = 4

條件:無

逐分量平方,差的正負不影響平方長度。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

marked vertex to midpoint squared distance := sum(1/4, 4)

操作後

marked vertex to midpoint squared distance = 17/4

條件:無

依等單位正交L2關係相加兩平方。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

endpoint squares=(9/4,9/4);vertex-to-midpoint square=17/4

操作後

endpoint equality does not make every median half the opposite side

條件:無

中點到兩端點距離相等且各為對邊一半;任意第三頂點到中點的中線長不必等於它們,不把直角斜邊特例套到任意標記。

步驟識別與依賴

規則:midpoint_endpoint_vs_median_distinction · 依賴:G001, S030

逐步反向核對

  • S031 · 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。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 marked vertex to midpoint squared distance,不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 marked vertex to midpoint difference squared1,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 marked vertex to midpoint coordinate difference1,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 marked vertex to midpoint difference squared0,不以小數近似替代。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 marked vertex to midpoint coordinate difference0,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second endpoint to midpoint squared distance,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second endpoint to midpoint difference squared1,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second endpoint to midpoint coordinate difference1,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second endpoint to midpoint difference squared0,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second endpoint to midpoint coordinate difference0,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first endpoint to midpoint squared distance,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first endpoint to midpoint difference squared1,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first endpoint to midpoint coordinate difference1,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first endpoint to midpoint difference squared0,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first endpoint to midpoint coordinate difference0,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate1,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate sum1,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate0,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate sum0,不以小數近似替代。
  • 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 — 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 — 以精確有理數重算 ABC signed determinant,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC cross negative term,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC cross positive term,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC second vector component1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC second vector component0,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC first vector component1,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ABC first vector component0,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

(1/2, 0/1, 9/4, 9/4, 17/4)

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: 1c173bb2b72c9917bf0f3c4350ad436c9c69aab65db012938a290f5fb3ca7db9
  • candidate record SHA-256: f21db0a981226e7d6715f4f78fee420cb2b3f63932db2faaa8c3c96d37b26511
  • semantic review receipt SHA-256: 90dbc494b2d34ef51f412dcff63cfcc1a2215d038bff71f38f5dded4c64faf00
  • question-first witness SHA-256: b72a3b8bcf10f584396e0dd5198c657b0934a71864e5a3fa6321d7a613aef9f9
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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