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第 15223 題:實Hilbert空間

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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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R0029-15223 · q-20261014-advance-20261030-r02-real-hilbert-space-0048

原題與已知條件

inner product norm metric carrier completeness綁同一空間。操作=hilbert-component-checklist;資料={"dimension":2,"matrix":[[24,1],[1,2]],"norm_source":"same_inner_product","metric_source":"same_norm","completeness_source":"finite_dimensional_theorem"}。請依 [dimension,matrix,norm_source,metric_source,completeness_source,Hilbert] 欄序回答。

  • G001 — inner product norm metric carrier completeness綁同一空間。操作=hilbert-component-checklist;資料={"dimension":2,"matrix":[[24,1],[1,2]],"norm_source":"same_inner_product","metric_source":"same_norm","completeness_source":"finite_dimensional_theorem"}。請依 [dimension,matrix,norm_source,metric_source,completeness_source,Hilbert] 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 · calculation

操作前

Hilbert Gram diagonal product := mul(24, 2)

操作後

Hilbert Gram diagonal product = 48

條件:無

依原始角色與已核中間量精確計算;保留分母、嚴格條件、索引及正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Hilbert Gram off-diagonal product := mul(1, 1)

操作後

Hilbert Gram off-diagonal product = 1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確計算;保留分母、嚴格條件、索引及正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Hilbert Gram determinant := sub(48, 1)

操作後

Hilbert Gram determinant = 47

條件:無

依原始角色與已核中間量精確計算;保留分母、嚴格條件、索引及正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Hilbert completing-square slope := div(1, 24)

操作後

Hilbert completing-square slope = 1/24

條件:無

依原始角色與已核中間量精確計算;保留分母、嚴格條件、索引及正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Hilbert completing-square positive residual := div(47, 24)

操作後

Hilbert completing-square positive residual = 47/24

條件:無

依原始角色與已核中間量精確計算;保留分母、嚴格條件、索引及正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

complete real carrier R^2;Gram matrix=[[24, 1], [1, 2]];a=24>0;det=47>0;dimension declaration=2

操作後

x^T M x=24*(x0+(1/24)*x1)^2+(47/24)*x1^2;zero only at x=0

條件:無

對稱矩陣加正主子式,以配方給所有實向量的正定性,不是只測本題向量。配方的三角變換可逆,故此內積norm與R²座標norm等價;其Cauchy序列座標收斂,極限仍在同一R²。

步驟識別與依賴

規則:hilbert_same_complete_matrix_positive_inner_product · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

complete matrix=[[24, 1], [1, 2]];dimension=2;norm source=same_inner_product;metric source=same_norm;completeness source=finite_dimensional_theorem

操作後

same inner product norm=是;same norm metric=是;same finite-dimensional completeness source=是;all components qualified=是

條件:無

三個來源須同時對應同一結構;任一不符只表示這份checklist未給完整證書,不等於證明底層空間不可能是Hilbert。

步驟識別與依賴

規則:hilbert_component_binding_not_name_only · 依賴:G001, S006

逐步反向核對

  • 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 Hilbert completing-square positive residual,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Hilbert completing-square slope,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Hilbert Gram determinant,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Hilbert Gram off-diagonal product,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Hilbert Gram diagonal product,不以小數近似替代。

結論

(2, [[24, 1], [1, 2]], same_inner_product, same_norm, finite_dimensional_theorem, 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: 2c8ef076f72dca3b01e70ec64788ba7d37fbdc2a6e94ea028c927f3860409bb5
  • candidate record SHA-256: 7178a0bb9d65732f3be20ccff1b33d64bef28249da799994a31e950c8ffb7241
  • semantic review receipt SHA-256: 8c0ef6ca8c5ba2754e41f30c2b32bcb757756152d97421f7396d39038c11f725
  • question-first witness SHA-256: c7920a0ff8e724b7e566ebbda30b31d8087c136974b62f8c760fbd26ab816117
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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