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第 15972 題:有限商環

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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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R0030-15972 · q-20261014-advance-20261031-r04-finite-quotient-ring-0072

原題與已知條件

Z_n與proper雙邊理想的全部加法cosets。操作=quotring-multiply;資料={"n":18,"d":3,"a":3,"b":7}。請依 [class_a,class_b,parent_result,result_class,law] 欄序回答。

  • G001 — Z_n與proper雙邊理想的全部加法cosets。操作=quotring-multiply;資料={"n":18,"d":3,"a":3,"b":7}。請依 [class_a,class_b,parent_result,result_class,law] 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

quotient ring parent modulus divided by ideal generator := div(18, 3)

操作後

quotient ring parent modulus divided by ideal generator = 6

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

same declared parent Z_18;generator d=3;n/d=6;ideal multiples=[0, 3, 6, 9, 12, 15]

操作後

I=kernel of residue map Z_18 to Z_3;proper two-sided ideal=是;zero ideal allowed when d=n

條件:無

因d整除n,整數代表改加n仍不改mod d,π:Z_n→Z_d良定且保加乘。核I由d倍數組成,加法差封閉且左右乘任意母環元素仍在I。d≥2使1不在I,故proper;d=n可得零理想,不把它排除。

步驟識別與依賴

規則:quotient_ring_actual_parent_proper_two_sided_ideal · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

complete parent residues=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17];same ideal I=[0, 3, 6, 9, 12, 15]

操作後

all additive cosets in representative order0..d-1=[[0, 3, 6, 9, 12, 15], [1, 4, 7, 10, 13, 16], [2, 5, 8, 11, 14, 17]];quotient size=3;no field conclusion

條件:無

每個加法coset列全體同餘mod d的母環元素,按代表0..d−1排序;它們互斥且覆蓋Z_n。商元素是整類,輸出class標籤只是索引,不因有限商環就宣稱域。

步驟識別與依賴

規則:quotient_ring_full_cosets_not_representative_carrier · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

first input coset exact quotient fraction := div(3, 3)

操作後

first input coset exact quotient fraction = 1

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

first input coset:integer value=3;positive modulus=3;exact ratio=1

操作後

floor quotient=1;quotient<=ratio<quotient+1

條件:無

先取有理商再取向下整數商q,不能把有理除法本身當餘數;正模數下q≤value/m<q+1,故後續減去qm得到0至m−1。

步驟識別與依賴

規則:modular_Euclidean_floor_not_rational_division_result · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

first input coset quotient multiple := mul(1, 3)

操作後

first input coset quotient multiple = 3

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

first input coset canonical nonnegative residue := sub(3, 3)

操作後

first input coset canonical nonnegative residue = 0

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

second input coset exact quotient fraction := div(7, 3)

操作後

second input coset exact quotient fraction = 7/3

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

second input coset:integer value=7;positive modulus=3;exact ratio=7/3

操作後

floor quotient=2;quotient<=ratio<quotient+1

條件:無

先取有理商再取向下整數商q,不能把有理除法本身當餘數;正模數下q≤value/m<q+1,故後續減去qm得到0至m−1。

步驟識別與依賴

規則:modular_Euclidean_floor_not_rational_division_result · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

second input coset quotient multiple := mul(2, 3)

操作後

second input coset quotient multiple = 6

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

second input coset canonical nonnegative residue := sub(7, 6)

操作後

second input coset canonical nonnegative residue = 1

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

selected quotient operation integer multiplication := mul(3, 7)

操作後

selected quotient operation integer multiplication = 21

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

selected quotient operation parent mod n exact quotient fraction := div(21, 18)

操作後

selected quotient operation parent mod n exact quotient fraction = 7/6

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

selected quotient operation parent mod n:integer value=21;positive modulus=18;exact ratio=7/6

操作後

floor quotient=1;quotient<=ratio<quotient+1

條件:無

先取有理商再取向下整數商q,不能把有理除法本身當餘數;正模數下q≤value/m<q+1,故後續減去qm得到0至m−1。

步驟識別與依賴

規則:modular_Euclidean_floor_not_rational_division_result · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

selected quotient operation parent mod n quotient multiple := mul(1, 18)

操作後

selected quotient operation parent mod n quotient multiple = 18

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

selected quotient operation parent mod n canonical nonnegative residue := sub(21, 18)

操作後

selected quotient operation parent mod n canonical nonnegative residue = 3

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

selected quotient operation quotient class mod d exact quotient fraction := div(3, 3)

操作後

selected quotient operation quotient class mod d exact quotient fraction = 1

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

selected quotient operation quotient class mod d:integer value=3;positive modulus=3;exact ratio=1

操作後

floor quotient=1;quotient<=ratio<quotient+1

條件:無

先取有理商再取向下整數商q,不能把有理除法本身當餘數;正模數下q≤value/m<q+1,故後續減去qm得到0至m−1。

步驟識別與依賴

規則:modular_Euclidean_floor_not_rational_division_result · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

selected quotient operation quotient class mod d quotient multiple := mul(1, 3)

操作後

selected quotient operation quotient class mod d quotient multiple = 3

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

selected quotient operation quotient class mod d canonical nonnegative residue := sub(3, 3)

操作後

selected quotient operation quotient class mod d canonical nonnegative residue = 0

條件:無

依原始角色及已核中間量精確計算,保留索引、符號、分母與運算所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · implies

操作前

selected quotient operation:original parent representatives=[3, 7];integer result=21;parent modulus=18

操作後

parent result=3;quotient class label=0;class modulus=3

條件:無

先在指定母環mod n運算,再取mod d的商類;兩層欄位可能不同,不可跳成同一個餘數,也不能把標籤當商元素全體內容。

步驟識別與依賴

規則:quotient_operation_parent_result_separate_from_class · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

same parent Z_18;same proper two-sided ideal I=[0, 3, 6, 9, 12, 15];input class labels=[0, 1]

操作後

quotient operation law=[a][b]=[ab];result class label=0

條件:無

加法陪集來自加法子群;乘法亦須兩側理想吸收才能與代表無關。本題在已核同一理想下用這條法則,不由任意商集合自動引入運算。

步驟識別與依賴

規則:quotient_ring_operation_uses_ideal_not_arbitrary_equivalence · 依賴:G001, S021

逐步反向核對

  • S022 · 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。
  • S021 · 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。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation quotient class mod d canonical nonnegative residue,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation quotient class mod d quotient multiple,不以小數近似替代。
  • S018 · 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。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation quotient class mod d exact quotient fraction,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation parent mod n canonical nonnegative residue,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation parent mod n quotient multiple,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 selected quotient operation parent mod n exact quotient fraction,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected quotient operation integer multiplication,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second input coset canonical nonnegative residue,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 second input coset quotient multiple,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 second input coset exact quotient fraction,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first input coset canonical nonnegative residue,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first input coset quotient multiple,不以小數近似替代。
  • S005 · 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。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 first input coset exact quotient fraction,不以小數近似替代。
  • S003 · 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。
  • S002 · 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。
  • S001 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient ring parent modulus divided by ideal generator,不以小數近似替代。

結論

(0, 1, 3, 0, [a][b]=[ab])

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: c0a8ca54660f8edef898b702ff004481db13b26b42325293c99350d9160fc713
  • candidate record SHA-256: 903be43895d857d254060ab141e47dfc65255f2948dc8aa98f1fa3e82adcc868
  • semantic review receipt SHA-256: 73bc08066ffb1a81eacb2d4e288d03f522aeefd3949fa0d97da41b484ed737bc
  • question-first witness SHA-256: ac120452a208b257b8270f38351a09dcd832cdbc8d9db6b69933f83e43cc9336
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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