# 第 11126 題：凸集合證書與反例

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本頁是已完成第二對話 AI 數理與中英語義覆核的教學詳解，只支持本題明示的模型與前提。沒有人工審查或新 Lean 證明，也不提升原題或 MKO 的 Canonical 真值狀態。

R0021-11126 · q-20261013-advance-20261024-r07-convex-set-0076



## 原題與已知條件

量化所有端點與所有lambda in [0,1]的凸性語義。操作=convexset-finite-midpoint-counterexample；資料={"points":[[0,0],[2,0],[0,2]],"left":[2,0],"right":[0,2]}。請依 [points,left,right,midpoint,midpoint_present,nonconvex_witness] 欄序回答。


- G001 — 量化所有端點與所有lambda in [0,1]的凸性語義。操作=convexset-finite-midpoint-counterexample；資料={"points":[[0,0],[2,0],[0,2]],"left":[2,0],"right":[0,2]}。請依 [points,left,right,midpoint,midpoint_present,nonconvex_witness] 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。


- [mko-convex-set](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-convex-set/)





## 逐步推導

S001 · implies操作前

ordered finite point set=[[0, 0], [2, 0], [0, 2]];left=[2, 0];right=[0, 2]

操作後

both endpoints belong;choose lambda=1/2

條件：無

反例需兩端點本來都屬集合；固定合法lambda=1/2算精確中點，不靠圖形目測。

步驟識別與依賴規則：midpoint_member_premises · 依賴：G001





S002 · calculation操作前

midpoint coordinate0 numerator := sum(2, 0)

操作後

midpoint coordinate0 numerator = 2

條件：無

按本步已指定的角色逐項精確運算；保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S001





S003 · calculation操作前

midpoint coordinate0 := div(2, 2)

操作後

midpoint coordinate0 = 1

條件：無

按本步已指定的角色逐項精確運算；保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S002





S004 · calculation操作前

midpoint coordinate1 numerator := sum(0, 2)

操作後

midpoint coordinate1 numerator = 2

條件：無

按本步已指定的角色逐項精確運算；保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S003





S005 · calculation操作前

midpoint coordinate1 := div(2, 2)

操作後

midpoint coordinate1 = 1

條件：無

按本步已指定的角色逐項精確運算；保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S004





S006 · implies操作前

candidate point index=0;point=[0, 0];midpoint=[1, 1]

操作後

all coordinates equal=否

條件：無

逐一比集合所有點，全部座標同值才算同一點，不能只比一個座標。

步驟識別與依賴規則：midpoint_complete_set_comparison · 依賴：G001, S005





S007 · implies操作前

candidate point index=1;point=[2, 0];midpoint=[1, 1]

操作後

all coordinates equal=否

條件：無

逐一比集合所有點，全部座標同值才算同一點，不能只比一個座標。

步驟識別與依賴規則：midpoint_complete_set_comparison · 依賴：G001, S006





S008 · implies操作前

candidate point index=2;point=[0, 2];midpoint=[1, 1]

操作後

all coordinates equal=否

條件：無

逐一比集合所有點，全部座標同值才算同一點，不能只比一個座標。

步驟識別與依賴規則：midpoint_complete_set_comparison · 依賴：G001, S007





S009 · implies操作前

all point comparisons=[否, 否, 否]

操作後

midpoint present=否;this nonconvex witness=是

條件：無

中點缺席給一個精確反例即可否定凸性；中點存在只表示這次反例失敗，不證集合凸。

步驟識別與依賴規則：midpoint_failed_counterexample_not_convexity · 依賴：G001, S008









## 逐步反向核對


- S009 · 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。
- 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 — 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 — 回到原始資料與本步條件核對，不把單向推論誤稱等價。
- S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate1，不以小數近似替代。
- S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate1 numerator，不以小數近似替代。
- S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate0，不以小數近似替代。
- S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 midpoint coordinate0 numerator，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

([[0, 0], [2, 0], [0, 2]], [2, 0], [0, 2], [1, 1], 否, 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。





## 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: 077df9aab245fef266ca44c2a55d670823b5dd94019e1414d747d1ce116128a8
- candidate record SHA-256: 82b75a9933232948562e65de75ac00a8dd2334364a56a4ee5d75a3f5fdc82fe3
- semantic review receipt SHA-256: 47d23d3735987d68e27733b051bdfa80a3616d44fb223b82bf2e6c8e46d49258
- question-first witness SHA-256: a857db558000724020d2d5e815cb6bc3e2c9e2933df295bf33eb478d3c695139
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261013-advance-20261024-r07-convex-set-0076.json)




