逐步推導
S001 · implies
操作前
box coordinate0:closed bounds=[-17,18];arbitrary x,y in these bounds;arbitrary 0<=lambda<=1
操作後
lambda>=0;1-lambda>=0;x--17>=0;y--17>=0;18-x>=0;18-y>=0
條件:無
任取兩個區間成員與任意容許lambda,四個端點差都非負;上下界相等也合法。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_arbitrary_members · 依賴:G001
S002 · implies
操作前
z=lambda*x+(1-lambda)*y;lambda+(1-lambda)=1;bounds=[-17,18]
操作後
z--17=lambda*(x--17)+(1-lambda)*(y--17)>=0
條件:無
用權重和為1展開z減下界,成為兩個非負乘積之和;不是抽樣代值。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_lower_identity · 依賴:G001, S001
S003 · implies
操作前
z=lambda*x+(1-lambda)*y;lambda+(1-lambda)=1;bounds=[-17,18]
操作後
18-z=lambda*(18-x)+(1-lambda)*(18-y)>=0
條件:無
同理上界減z也是非負和,因此同時有下界≤z≤上界。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_upper_identity · 依賴:G001, S002
S004 · implies
操作前
box coordinate0:both symbolic slack identities hold for every chosen x,y,lambda
操作後
all x,y in [-17,18] and all lambda in [0,1] give z in [-17,18]
條件:無
任選的端點與lambda未加特殊限制,故可釋放所有量詞,得到整個閉區間凸性。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_quantifier_discharge · 依賴:G001, S003
S005 · implies
操作前
box coordinate1:closed bounds=[-16,19];arbitrary x,y in these bounds;arbitrary 0<=lambda<=1
操作後
lambda>=0;1-lambda>=0;x--16>=0;y--16>=0;19-x>=0;19-y>=0
條件:無
任取兩個區間成員與任意容許lambda,四個端點差都非負;上下界相等也合法。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_arbitrary_members · 依賴:G001, S004
S006 · implies
操作前
z=lambda*x+(1-lambda)*y;lambda+(1-lambda)=1;bounds=[-16,19]
操作後
z--16=lambda*(x--16)+(1-lambda)*(y--16)>=0
條件:無
用權重和為1展開z減下界,成為兩個非負乘積之和;不是抽樣代值。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_lower_identity · 依賴:G001, S005
S007 · implies
操作前
z=lambda*x+(1-lambda)*y;lambda+(1-lambda)=1;bounds=[-16,19]
操作後
19-z=lambda*(19-x)+(1-lambda)*(19-y)>=0
條件:無
同理上界減z也是非負和,因此同時有下界≤z≤上界。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_upper_identity · 依賴:G001, S006
S008 · implies
操作前
box coordinate1:both symbolic slack identities hold for every chosen x,y,lambda
操作後
all x,y in [-16,19] and all lambda in [0,1] give z in [-16,19]
條件:無
任選的端點與lambda未加特殊限制,故可釋放所有量詞,得到整個閉區間凸性。
步驟識別與依賴
規則:universal_interval_quantifier_discharge · 依賴:G001, S007
S009 · implies
操作前
box bounds=[-17, 18, -16, 19];both coordinate interval certificates hold with the same arbitrary lambda
操作後
both coordinates remain in their intervals;whole closed box convex=是
條件:無
對相同任意lambda逐座標套區間證書,兩條件同時成立即仍在方盒;零寬度不例外。
步驟識別與依賴
規則:box_coordinatewise_universal_conjunction · 依賴:G001, S008
結論
([-17, 18, -16, 19], coordinatewise interval certificate for every lambda in [0,1], 是)
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。