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第 1980 題:多項式 ODE 候選核對

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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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R0002-01980 · q-20261013-advance-20261020-r02-ordinary-differential-equation-0055

原題與已知條件

整係數多項式候選。操作=ode-second-order-residual;資料={"coefficients":[-4,2,2,1],"a":5,"b":1,"c":0,"rhs":-8,"x":2}。請依 [coefficients,x,y,y_prime,y_second,a,b,c,rhs,residual,is_solution_at_x] 欄序回答。

  • G001 — 整係數多項式候選。操作=ode-second-order-residual;資料={"coefficients":[-4,2,2,1],"a":5,"b":1,"c":0,"rhs":-8,"x":2}。請依 [coefficients,x,y,y_prime,y_second,a,b,c,rhs,residual,is_solution_at_x] 欄序回答。

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

candidate y ascending coefficients=[-4, 2, 2, 1]

操作後

audit point x=2

條件:無

原係數清單完整保留,包括零最高次項;只檢查題目指定的多項式候選與位置。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_candidate_domain · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

y′ coefficient at degree0 := mul(1, 2)

操作後

y′ coefficient at degree0 = 2

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

y′ coefficient at degree1 := mul(2, 2)

操作後

y′ coefficient at degree1 = 4

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

y′ coefficient at degree2 := mul(3, 1)

操作後

y′ coefficient at degree2 = 3

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

y″ coefficient at degree0 := mul(1, 4)

操作後

y″ coefficient at degree0 = 4

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

y″ coefficient at degree1 := mul(2, 3)

操作後

y″ coefficient at degree1 = 6

條件:無

用原次數乘係數,次數再降1;常數項微分為0。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

y ascending coefficients=[-4, 2, 2, 1]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

y Horner multiply before degree2 := mul(1, 2)

操作後

y Horner multiply before degree2 = 2

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

y Horner add degree2 := sum(2, 2)

操作後

y Horner add degree2 = 4

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

y Horner multiply before degree1 := mul(4, 2)

操作後

y Horner multiply before degree1 = 8

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

y Horner add degree1 := sum(8, 2)

操作後

y Horner add degree1 = 10

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

y Horner multiply before degree0 := mul(10, 2)

操作後

y Horner multiply before degree0 = 20

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

y Horner add degree0 := sum(20, -4)

操作後

y Horner add degree0 = 16

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

y′ ascending coefficients=[2, 4, 3]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

y′ Horner multiply before degree1 := mul(3, 2)

操作後

y′ Horner multiply before degree1 = 6

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

y′ Horner add degree1 := sum(6, 4)

操作後

y′ Horner add degree1 = 10

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

y′ Horner multiply before degree0 := mul(10, 2)

操作後

y′ Horner multiply before degree0 = 20

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

y′ Horner add degree0 := sum(20, 2)

操作後

y′ Horner add degree0 = 22

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

y″ ascending coefficients=[4, 6]

操作後

evaluate at x=2

條件:無

升冪係數用Horner由最高非零項向常數項求值;略去零最高項不改函數,也不改原始係數清單。

步驟識別與依賴

規則:polynomial_evaluation_order · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

y″ Horner multiply before degree0 := mul(6, 2)

操作後

y″ Horner multiply before degree0 = 12

條件:無

先乘同一代入點。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

y″ Horner add degree0 := sum(12, 4)

操作後

y″ Horner add degree0 = 16

條件:無

再加此位置的完整係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

a·y″ := mul(5, 16)

操作後

a·y″ = 80

條件:無

各導數先乘其自己的原始方程係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

b·y′ := mul(1, 22)

操作後

b·y′ = 22

條件:無

各導數先乘其自己的原始方程係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

c·y := mul(0, 16)

操作後

c·y = 0

條件:無

各導數先乘其自己的原始方程係數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

a·y″+b·y′+c·y := sum(80, 22, 0)

操作後

a·y″+b·y′+c·y = 102

條件:無

完整加總三項後才與rhs比較。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

second-order residual := sub(102, -8)

操作後

second-order residual = 110

條件:無

依同一左減右方向求殘差。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

residual at x=2 is 110

操作後

equation holds at this point: 否

條件:無

只證在這一點是否成立;一點殘差為0不等於全實數上的微分方程解。

步驟識別與依賴

規則:point_residual_verdict · 依賴:G001, S026

S028 · implies

操作前

global solution would require the residual identity on the declared domain

操作後

no automatic existence,uniqueness or global-solution claim

條件:無

方程階數由方程的非零最高導數係數決定,不由候選多項式次數決定;本題不套一般存在唯一性定理。

步驟識別與依賴

規則:ODE_scope_guard · 依賴:G001, S027

逐步反向核對

  • S028 · 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。
  • S027 · 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。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second-order residual,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·y″+b·y′+c·y,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 c·y,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 b·y′,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 a·y″,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y″ Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y″ Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S019 · 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。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • 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 y Horner add degree0,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y Horner multiply before degree0,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y Horner add degree1,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y Horner multiply before degree1,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y Horner add degree2,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y Horner multiply before degree2,不以小數近似替代。
  • 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 y″ coefficient at degree1,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y″ coefficient at degree0,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ coefficient at degree2,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ coefficient at degree1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 y′ coefficient at degree0,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

([-4, 2, 2, 1], 2, 16, 22, 16, 5, 1, 0, -8, 110, 否)

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: e3a4c87ed7d3d3ec8c7f2a5cb611af05ebb92d9b5bf02f83436f05e889462c18
  • candidate record SHA-256: 72c2866031d95b5bf83f60570d559237e74204b74800795956251c4b5428f128
  • semantic review receipt SHA-256: 340d74dcc6e37df6249594a0b79a9ee2af804337b7847478b3c1342af9722861
  • question-first witness SHA-256: 9a06233d190d31a16f13fb03b6c3ceba4cbb748fff6c997941f66ab1888dcca8
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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