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第 16640 題:Euler φ函數

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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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R0032-16640 · q-20261014-advance-20261101-r06-euler-totient-function-0015

原題與已知條件

正整數與完整1到n代表約定。操作=totient-coprime-residues;資料={"n":15}。請依 [n,coprime_residues,representative_convention] 欄序回答。

  • G001 — 正整數與完整1到n代表約定。操作=totient-coprime-residues;資料={"n":15}。請依 [n,coprime_residues,representative_convention] 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

selected modulus representative1:original nonnegative Euclidean inputs=[1, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[1, 15, 0, 1], [15, 1, 15, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=1 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

selected modulus representative2:original nonnegative Euclidean inputs=[2, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[2, 15, 0, 2], [15, 2, 7, 1], [2, 1, 2, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=2 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

selected modulus representative3:original nonnegative Euclidean inputs=[3, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[3, 15, 0, 3], [15, 3, 5, 0]];terminal positive gcd=3

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=3 in1..15;verified gcd(k,n)=3

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

selected modulus representative4:original nonnegative Euclidean inputs=[4, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[4, 15, 0, 4], [15, 4, 3, 3], [4, 3, 1, 1], [3, 1, 3, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=4 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

selected modulus representative5:original nonnegative Euclidean inputs=[5, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[5, 15, 0, 5], [15, 5, 3, 0]];terminal positive gcd=5

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=5 in1..15;verified gcd(k,n)=5

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

selected modulus representative6:original nonnegative Euclidean inputs=[6, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[6, 15, 0, 6], [15, 6, 2, 3], [6, 3, 2, 0]];terminal positive gcd=3

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=6 in1..15;verified gcd(k,n)=3

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S011

S013 · implies

操作前

selected modulus representative7:original nonnegative Euclidean inputs=[7, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[7, 15, 0, 7], [15, 7, 2, 1], [7, 1, 7, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=7 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

selected modulus representative8:original nonnegative Euclidean inputs=[8, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[8, 15, 0, 8], [15, 8, 1, 7], [8, 7, 1, 1], [7, 1, 7, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=8 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S015

S017 · implies

操作前

selected modulus representative9:original nonnegative Euclidean inputs=[9, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[9, 15, 0, 9], [15, 9, 1, 6], [9, 6, 1, 3], [6, 3, 2, 0]];terminal positive gcd=3

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=9 in1..15;verified gcd(k,n)=3

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

selected modulus representative10:original nonnegative Euclidean inputs=[10, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[10, 15, 0, 10], [15, 10, 1, 5], [10, 5, 2, 0]];terminal positive gcd=5

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S018

S020 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=10 in1..15;verified gcd(k,n)=5

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S019

S021 · implies

操作前

selected modulus representative11:original nonnegative Euclidean inputs=[11, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[11, 15, 0, 11], [15, 11, 1, 4], [11, 4, 2, 3], [4, 3, 1, 1], [3, 1, 3, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=11 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

selected modulus representative12:original nonnegative Euclidean inputs=[12, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[12, 15, 0, 12], [15, 12, 1, 3], [12, 3, 4, 0]];terminal positive gcd=3

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S022

S024 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=12 in1..15;verified gcd(k,n)=3

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S023

S025 · implies

操作前

selected modulus representative13:original nonnegative Euclidean inputs=[13, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[13, 15, 0, 13], [15, 13, 1, 2], [13, 2, 6, 1], [2, 1, 2, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=13 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

selected modulus representative14:original nonnegative Euclidean inputs=[14, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[14, 15, 0, 14], [15, 14, 1, 1], [14, 1, 14, 0]];terminal positive gcd=1

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S026

S028 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=14 in1..15;verified gcd(k,n)=1

操作後

coprime indicator=1;include representative=是

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S027

S029 · implies

操作前

selected modulus representative15:original nonnegative Euclidean inputs=[15, 15]

操作後

division rows[a,b,q,r] with a=q*b+r and0<=r<b=[[15, 15, 1, 0]];terminal positive gcd=15

條件:無

每列明列下一步a=q·b+r及餘數界,(a,b)與(b,r)有同一批公因數;反覆替換直到第二項0,最後非零數即gcd。不是浮點近似或只報答案。

步驟識別與依賴

規則:totient_Euclidean_division_chain_preserves_common_divisors · 依賴:G001, S028

S030 · implies

操作前

selected modulus:original representative k=15 in1..15;verified gcd(k,n)=15

操作後

coprime indicator=0;include representative=否

條件:無

按1到n完整且不重複地測gcd=1,只把合格者列入。n=1時代表是1且gcd(1,1)=1,不換成另一個0到n−1清單。

步驟識別與依賴

規則:totient_every_original_representative_unit_gcd_test · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

selected modulus exact coprime indicator count := sum(1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0)

操作後

selected modulus exact coprime indicator count = 8

條件:無

依原始欄位與已核中間量精確計算,保留索引、分母、符號與運算角色。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

selected modulus:complete representative range1..15;all selected coprime representatives=[1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14]

操作後

phi(15)=8;representatives_1_through_n

條件:無

全部指示量相加得到精確個數,這是指定n的完整有限計數,不從幾個樣本外推一般公式。

步驟識別與依賴

規則:totient_complete_finite_count_not_sample_formula · 依賴:G001, S031

逐步反向核對

  • S032 · 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。
  • S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 selected modulus exact coprime indicator count,不以小數近似替代。
  • S030 · 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。
  • S029 · 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。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S025 · 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。
  • S024 · 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。
  • S023 · 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。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • 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 — 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S016 · 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。
  • S015 · 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。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S012 · 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。
  • S011 · 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。
  • S010 · 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。
  • 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 — 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • 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 — 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

(15, [1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 14], representatives_1_through_n)

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: ec34c35aa8b18ca9deb70aac7df0144e1885af41f912677216fad8dc7f218542
  • candidate record SHA-256: 4af3a0935649905c84b8246d74ea1f5a0a4d745e2dbc500a4fca4903ace0f900
  • semantic review receipt SHA-256: d64b4e08bda1c25dd393b7c7e4140a8734610a9b84ae47e6f0adcff7f30a0b8e
  • question-first witness SHA-256: 790fd6623c04ba52a6ffb0a95cea52b532a02b23bb9453926d2d9f7a825fdec8
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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