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第 7839 題:兩列秩與完整解分類

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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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R0014-07839 · q-20261012-advance-20261016-r05-system-linear-equations-0039

原題與已知條件

R上兩元兩式;rows每列[a,b,c]代表a*x+b*y=c。rows=[[1, 1, 1], [0, 1, 2]]。求 (有號D, 係數秩, 增廣秩, 無解/唯一解/無限多解, 唯一時有序有理解[x,y]或不適用/不唯一)。

  • G001 — R上兩元兩式;rows每列[a,b,c]代表a*x+b*y=c。rows=[[1, 1, 1], [0, 1, 2]]。求 (有號D, 係數秩, 增廣秩, 無解/唯一解/無限多解, 唯一時有序有理解[x,y]或不適用/不唯一)。

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

rows=[[1, 1, 1], [0, 1, 2]]

操作後

each row [a,b,c] means a*x+b*y=c over R

條件:無

兩式須同時成立,右側常數不是第三個未知數。退化零係數列也保留,不能先假設行列式非零。

步驟識別與依賴

規則:two_equations_real_system_scope · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

before ae := mul(1, 1)

操作後

before ae = 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, S001

S003 · calculation

操作前

before bd := mul(1, 0)

操作後

before bd = 0

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

before D := sub(1, 0)

操作後

before D = 1

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

before af := mul(1, 2)

操作後

before af = 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

before cd := mul(1, 0)

操作後

before cd = 0

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

before minor_x_rhs := sub(2, 0)

操作後

before minor_x_rhs = 2

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

before bf := mul(1, 2)

操作後

before bf = 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, S007

S009 · calculation

操作前

before ce := mul(1, 1)

操作後

before ce = 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, S008

S010 · calculation

操作前

before minor_y_rhs := sub(2, 1)

操作後

before minor_y_rhs = 1

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

phase=before;rows=[[1, 1, 1], [0, 1, 2]];2x2 minors=[1, 2, 1]

操作後

rankA=2;rankAb=2

條件:無

係數矩陣的非零2×2子式給秩2;否則查是否有非零係數給秩1。增廣矩陣有三個2×2子式,全部為0才再查非零格,不能漏右側常數。

步驟識別與依賴

規則:system_rank_from_complete_minors · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

before x numerator := sub(0, 1)

操作後

before x numerator = -1

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

before x solution := div(-1, 1)

操作後

before x solution = -1

條件:無

分母已另核非零,作精確有理數除法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

before y solution := div(2, 1)

操作後

before y solution = 2

條件:無

分母已另核非零,作精確有理數除法。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

before solution row0 ax := mul(1, -1)

操作後

before solution row0 ax = -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, S014

S016 · calculation

操作前

before solution row0 by := mul(1, 2)

操作後

before solution row0 by = 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, S015

S017 · calculation

操作前

before solution row0 lhs := sum(-1, 2)

操作後

before solution row0 lhs = 1

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, S016

S018 · calculation

操作前

before solution row0 residual := sub(1, 1)

操作後

before solution row0 residual = 0

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

before solution row1 ax := mul(0, -1)

操作後

before solution row1 ax = 0

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, S018

S020 · calculation

操作前

before solution row1 by := mul(1, 2)

操作後

before solution row1 by = 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, S019

S021 · calculation

操作前

before solution row1 lhs := sum(0, 2)

操作後

before solution row1 lhs = 2

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, S020

S022 · calculation

操作前

before solution row1 residual := sub(2, 2)

操作後

before solution row1 residual = 0

條件:無

按題目指定的前項減後項,保留殘差的正負。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

phase=before;D=1;D*x=-1;D*y=2

操作後

solution=[-1/1, 2/1];row residuals=[0, 0]

條件:無

非零D允許Cramer消去後除法:D·x=ce−bf,D·y=af−cd。再把有理解代回兩個原列,兩殘差都0;非零D也保證唯一。

步驟識別與依賴

規則:system_unique_solution_substitution · 依賴:G001, S022

S024 · implies

操作前

phase=before;rankA=2;rankAb=2;unknowns=2

操作後

class=唯一解;solution/status=[-1/1, 2/1]

條件:無

兩秩不等表示有矛盾列,無解;相等且秩小於2有自由變數,在R上有無限多解;秩2才給唯一解。D=0時不做除以D。

步驟識別與依賴

規則:system_consistency_and_free_variables · 依賴:G001, S023

逐步反向核對

  • S024 · 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。
  • S023 · 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。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row1 residual,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row1 lhs,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row1 by,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row1 ax,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row0 residual,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row0 lhs,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row0 by,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before solution row0 ax,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before y solution,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before x solution,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before x numerator,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 — 以精確有理數重算 before minor_y_rhs,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before ce,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before bf,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before minor_x_rhs,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before cd,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before af,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before D,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before bd,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 before ae,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, 2, 2, 唯一解, [-1/1, 2/1])

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: fcfd3c49a5b1dd1e64e93f1245df250e3f527028a1f5e70b4c37aa64bc391d91
  • candidate record SHA-256: 467449d421fc4ad8788257af11a6daa9df592266a8482893c14efc1dc7c2fdad
  • semantic review receipt SHA-256: 23ba8196e85a09c03add0a87f96bec5d67a00dc648d1d68eef89101525b41a77
  • question-first witness SHA-256: 17d59afc327b7cb8b6e588686d6dc1abbccd384d8ba32b8c046652f96821d705
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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