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第 16986 題:向量空間維度

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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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R0032-16986 · q-20261014-advance-20261102-r01-vector-space-dimension-0086

原題與已知條件

R²或R³完整座標族與精確rank證書。操作=dimension-spanning-upper-bound;資料={"dimension":2,"vectors":[[1,0],[0,1],[11,1]]}。請依 [vector_count,rank,spanning,upper_bound] 欄序回答。

  • G001 — R²或R³完整座標族與精確rank證書。操作=dimension-spanning-upper-bound;資料={"dimension":2,"vectors":[[1,0],[0,1],[11,1]]}。請依 [vector_count,rank,spanning,upper_bound] 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

same usual real ambient R^2;original ORDERED vectors as columns=[[1, 0], [0, 1], [11, 1]]

操作後

complete row-coordinate matrix=[[1, 0, 11], [0, 1, 1]];vector count=3;zero/repeated vectors retained

條件:無

欄是原向量,列是座標;來源允許零向量及重複向量,故不能拿semantic template去重後的族改掉數量或證書。用精確有理數列運算,視為實數上的可逆座標變換。

步驟識別與依賴

規則:dimension_actual_columns_not_semantic_deduplication · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

dimension pivot row0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

dimension pivot row0 column0 normalized entry0 = 1

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, S001

S003 · calculation

操作前

dimension pivot row0 column0 normalized entry1 := div(0, 1)

操作後

dimension pivot row0 column0 normalized entry1 = 0

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, S002

S004 · calculation

操作前

dimension pivot row0 column0 normalized entry2 := div(11, 1)

操作後

dimension pivot row0 column0 normalized entry2 = 11

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, S003

S005 · implies

操作前

pivot row=0;pivot column=0;nonzero exact pivot=1;old row=[1, 0, 11]

操作後

divide whole row by pivot;normalized row=[1, 0, 11]

條件:無

以同一非零pivot除整列,逐格列出精確分數;不能只改pivot格或用浮點近似。逆向乘回pivot即可恢復。

步驟識別與依賴

規則:dimension_nonzero_pivot_scaling_every_entry · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

dimension pivot row1 column1 normalized entry0 := div(0, 1)

操作後

dimension pivot row1 column1 normalized entry0 = 0

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, S005

S007 · calculation

操作前

dimension pivot row1 column1 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

dimension pivot row1 column1 normalized entry1 = 1

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, S006

S008 · calculation

操作前

dimension pivot row1 column1 normalized entry2 := div(1, 1)

操作後

dimension pivot row1 column1 normalized entry2 = 1

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, S007

S009 · implies

操作前

pivot row=1;pivot column=1;nonzero exact pivot=1;old row=[0, 1, 1]

操作後

divide whole row by pivot;normalized row=[0, 1, 1]

條件:無

以同一非零pivot除整列,逐格列出精確分數;不能只改pivot格或用浮點近似。逆向乘回pivot即可恢復。

步驟識別與依賴

規則:dimension_nonzero_pivot_scaling_every_entry · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

original column family count=3;ambient dimension=2;final exact matrix=[[1, 0, 11], [0, 1, 1]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;independent=否;spans whole ambient=是;basis=否

條件:無

可逆列運算保留M·c=0的所有實係數解,所以pivot數為實秩,秩等欄數才獨立。左乘可逆E把原欄空間映為E作用後的空間,保維度及是否為全R^n,但不宣稱兩個實際欄空間逐點相同。秩等n才生成全ambient,兩者兼具才basis。

步驟識別與依賴

規則:dimension_pivots_relations_and_whole_ambient_spanning · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

supplied original vector count=3;exact rank=2;whole-ambient spanning=是

操作後

this family's upper-bound certificate=dimension_at_most_3

條件:無

若生成,可從有限生成族刪去冗餘至basis,故dimension≤m,m可大於真維度。若不生成只是這份族不能給該證書,不表示ambient無限維,亦不把原m擅改成較緊的答案。

步驟識別與依賴

規則:dimension_spanning_family_only_its_possibly_loose_upper_bound · 依賴:G001, S010

逐步反向核對

  • 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 — 以精確有理數重算 dimension pivot row1 column1 normalized entry2,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 dimension pivot row1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 dimension pivot row1 column1 normalized entry0,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 dimension pivot row0 column0 normalized entry2,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 dimension pivot row0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 dimension pivot row0 column0 normalized entry0,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

(3, 2, 是, dimension_at_most_3)

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: 8146856871cdd29c4ffa9697f8e187c31ee2bc5e273ff5a0fc6d73f4fe3bb8f6
  • candidate record SHA-256: 5a8ff4b028227534b7f3062866f488c83fa526add473d35f7f5d064d31db42fe
  • semantic review receipt SHA-256: d64b4e08bda1c25dd393b7c7e4140a8734610a9b84ae47e6f0adcff7f30a0b8e
  • question-first witness SHA-256: 790fd6623c04ba52a6ffb0a95cea52b532a02b23bb9453926d2d9f7a825fdec8
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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