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第 7574 題:基底像與列向量重建

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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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R0014-07574 · q-20261012-advance-20261016-r03-linear-transformation-0024

原題與已知條件

R²到R²列向量,明示2×2矩陣模型。M=[[11, 1], [2, -1]]、v=[1, -1]。依序求 (第一列向量M*e1, 第二列向量M*e2, Mv, v1*column1+v2*column2)。

  • G001 — R²到R²列向量,明示2×2矩陣模型。M=[[11, 1], [2, -1]]、v=[1, -1]。依序求 (第一列向量M*e1, 第二列向量M*e2, Mv, v1*column1+v2*column2)。

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

M=[[11, 1], [2, -1]];v=[1, -1]

操作後

declared R2 matrix model;finite values are not a test of an arbitrary function

條件:無

明示矩陣模型Mv在全R²上由分配律給出線性映射;本題列出的有限代值不是對任意函數的線性證明。零映射也線性,不要求非零或可逆。

步驟識別與依賴

規則:declared_linear_model_scope · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Mv[0] term0 := mul(11, 1)

操作後

Mv[0] term0 = 11

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Mv[0] term1 := mul(1, -1)

操作後

Mv[0] term1 = -1

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Mv[0] row sum := sum(11, -1)

操作後

Mv[0] row sum = 10

條件:無

把已對齊的同一分量或同一位置相加,不跨分量配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Mv[1] term0 := mul(2, 1)

操作後

Mv[1] term0 = 2

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Mv[1] term1 := mul(-1, -1)

操作後

Mv[1] term1 = 1

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Mv[1] row sum := sum(2, 1)

操作後

Mv[1] row sum = 3

條件:無

把已對齊的同一分量或同一位置相加,不跨分量配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

M=[[11, 1], [2, -1]];e1=[1, 0];e2=[0, 1]

操作後

M e1=[11, 2];M e2=[1, -1]

條件:無

第一個標準基底向量選第一個直欄,第二個選第二個直欄;不要把橫列誤作基底像。

步驟識別與依賴

規則:basis_images_are_columns · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

v0 column1[0] := mul(1, 11)

操作後

v0 column1[0] = 11

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

v0 column1[1] := mul(1, 2)

操作後

v0 column1[1] = 2

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

v1 column2[0] := mul(-1, 1)

操作後

v1 column2[0] = -1

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

v1 column2[1] := mul(-1, -1)

操作後

v1 column2[1] = 1

條件:無

用本位置明示的純量與分量相乘,不改成內積或逐項矩陣乘法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

basis reconstruction[0] := sum(11, -1)

操作後

basis reconstruction[0] = 10

條件:無

把已對齊的同一分量或同一位置相加,不跨分量配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

basis reconstruction[1] := sum(2, 1)

操作後

basis reconstruction[1] = 3

條件:無

把已對齊的同一分量或同一位置相加,不跨分量配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

v=[1, -1];Mv=[10, 3]

操作後

column reconstruction=[10, 3]

條件:無

先由橫列點乘列向量算Mv,再用基底像的線性組合重建,兩條路不共用候選答案。

步驟識別與依賴

規則:basis_reconstruction_audit · 依賴:G001, S014

逐步反向核對

  • 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 basis reconstruction[1],不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 basis reconstruction[0],不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 v1 column2[1],不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 v1 column2[0],不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 v0 column1[1],不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 v0 column1[0],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 Mv[1] row sum,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mv[1] term1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mv[1] term0,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mv[0] row sum,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mv[0] term1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mv[0] term0,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

([11, 2], [1, -1], [10, 3], [10, 3])

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: 241f4432743afdd98002d53e5d97e7e0c2fb16f337d8bb33d2da37c0e1ac5906
  • candidate record SHA-256: 77a3681500b698a823b49c179806eaf81fd7553fec1d3f6f322e6d27e02aac74
  • semantic review receipt SHA-256: 23ba8196e85a09c03add0a87f96bec5d67a00dc648d1d68eef89101525b41a77
  • question-first witness SHA-256: 17d59afc327b7cb8b6e588686d6dc1abbccd384d8ba32b8c046652f96821d705
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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