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第 7379 題:純量矩陣與二階縮放值

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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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R0013-07379 · q-20261012-advance-20261016-r04-determinant-0029

原題與已知條件

R上2×2矩陣,D為有號行列式。M=[[1, 0], [0, 1]]、t=9007199254740991。求 (D(M), tM, D(tM), t²D(M))。負t及零t都按明示數值計算。

  • G001 — R上2×2矩陣,D為有號行列式。M=[[1, 0], [0, 1]]、t=9007199254740991。求 (D(M), tM, D(tM), t²D(M))。負t及零t都按明示數值計算。

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, 1]]

操作後

real2×2 integer-entry slice;determinants are signed

條件:無

行列式按有號ad−bc計算,不以絕對值取代;矩陣乘法按行乘列,不當逐項乘法。此有限核對不是一般形式證明。

步驟識別與依賴

規則:signed_two_by_two_determinant_scope · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

M diagonal product := mul(1, 1)

操作後

M diagonal product = 1

條件:無

先乘主對角線a·d。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

M off-diagonal product := mul(0, 0)

操作後

M off-diagonal product = 0

條件:無

另乘副對角線b·c,減號不可漏。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

M signed determinant := sub(1, 0)

操作後

M signed determinant = 1

條件:無

兩項相減保留符號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

scaled matrix entry0,0 := mul(9007199254740991, 1)

操作後

scaled matrix entry0,0 = 9007199254740991

條件:無

整個矩陣每個格都乘同一t。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

scaled matrix entry0,1 := mul(9007199254740991, 0)

操作後

scaled matrix entry0,1 = 0

條件:無

整個矩陣每個格都乘同一t。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

scaled matrix entry1,0 := mul(9007199254740991, 0)

操作後

scaled matrix entry1,0 = 0

條件:無

整個矩陣每個格都乘同一t。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

scaled matrix entry1,1 := mul(9007199254740991, 1)

操作後

scaled matrix entry1,1 = 9007199254740991

條件:無

整個矩陣每個格都乘同一t。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

scaled M diagonal product := mul(9007199254740991, 9007199254740991)

操作後

scaled M diagonal product = 81129638414606663681390495662081

條件:無

先乘主對角線a·d。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

scaled M off-diagonal product := mul(0, 0)

操作後

scaled M off-diagonal product = 0

條件:無

另乘副對角線b·c,減號不可漏。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

scaled M signed determinant := sub(81129638414606663681390495662081, 0)

操作後

scaled M signed determinant = 81129638414606663681390495662081

條件:無

兩項相減保留符號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

matrix scalar squared := square(9007199254740991)

操作後

matrix scalar squared = 81129638414606663681390495662081

條件:無

兩行各帶一個縮放因子,因此二階式用t²。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

t squared times original determinant := mul(81129638414606663681390495662081, 1)

操作後

t squared times original determinant = 81129638414606663681390495662081

條件:無

另算t²D(M)與直接算的D(tM)比較。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

t=9007199254740991;D(tM)=81129638414606663681390495662081;t²D(M)=81129638414606663681390495662081

操作後

whole-matrix2×2 scaling,including negative and zero t

條件:無

整個二階矩陣縮放不是只縮一行,不能只乘t;負t平方為正,零t直接得到零矩陣。

步驟識別與依賴

規則:two_by_two_whole_matrix_scale · 依賴:G001, S013

逐步反向核對

  • 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 t squared times original determinant,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 matrix scalar squared,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled M signed determinant,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled M off-diagonal product,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled M diagonal product,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled matrix entry1,1,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled matrix entry1,0,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled matrix entry0,1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 scaled matrix entry0,0,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 M signed determinant,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 M off-diagonal product,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 M diagonal product,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, [[9007199254740991, 0], [0, 9007199254740991]], 81129638414606663681390495662081, 81129638414606663681390495662081)

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: 9b3b27b91335a01afcf8b20503fcc136f565c1215caf5ecb84d54377d6ec14bf
  • candidate record SHA-256: ce425383a91e10d25bd446ece2f08532f4de7f3bb9ecaf874c1ff33340693f2f
  • semantic review receipt SHA-256: e89fc6d4a50a4a7fc942c6c8939a92f835e30105a9a5850e37dd198f31c1ed59
  • question-first witness SHA-256: 0e1039f4cf022bf35af4e5531651c9a2b7ca7a5fdacac34fb1e4bcd9a81f6299
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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