查找相關知識與題目 →

第 18662 題:子空間直和

本頁導覽
  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

返回所在分頁 94

← 逐題詳解目錄 · 原題批次

R0036-18662 · q-20261014-advance-20261105-r01-direct-sum-0012

原題與已知條件

有限維實向量空間、完整基底與exact rank證書。操作=directsum-internal-audit;資料={"ambient_dimension":3,"basis_u":[[1,0,0]],"basis_w":[[0,1,12]]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 有限維實向量空間、完整基底與exact rank證書。操作=directsum-internal-audit;資料={"ambient_dimension":3,"basis_u":[[1,0,0]],"basis_w":[[0,1,12]]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 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

source operation=directsum-internal-audit;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[dimension_u, dimension_w, dimension_sum, dimension_intersection, unique_in_sum, covers_ambient, ambient_direct_sum]

條件:無

原題歷史介面標記仍在快照;這裡直接給原始欄位順序,主文不需JavaScript或外部表。描述欄位不自動證成任何數學聲稱。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

directsum U:complete ordered matrix=[[1], [0], [0]];rows=3;columns=1

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

directsum U pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum U pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

directsum U:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1]

操作後

normalized full row=[1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

directsum U:complete exact reduced matrix=[[1], [0], [0]];pivot columns=[0]

操作後

rank=1;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

directsum U:complete ORIGINAL independent columns=[[1, 0, 0]]

操作後

declared subspace dimension=1;basis of its full real span;empty basis means zero subspace

條件:無

原資料宣告完整basis,精確rank再核獨立,故數量才是此子空間維度;允許空basis代表零子空間,不把有限列表當子空間所有元素。

步驟識別與依賴

規則:directsum_declared_basis_complete_real_span · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

directsum W:complete ordered matrix=[[0], [1], [12]];rows=3;columns=1

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

directsum W:matrix=[[0], [1], [12]];selected row=1

操作後

swap rows0,1;matrix=[[1], [0], [12]]

條件:無

整列交換可逆,原欄與其係數標籤不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_row_swap · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

directsum W pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum W pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

directsum W:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1]

操作後

normalized full row=[1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 product := mul(12, 1)

操作後

directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 product = 12

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 difference := sub(12, 12)

操作後

directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · implies

操作前

directsum W:target row=2;old=[12];factor=12;pivot row=[1]

操作後

new full row=[0]

條件:無

同一列的所有格都減同一倍pivot列;反向加回即逆運算。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_all_entry_elimination · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

directsum W:complete exact reduced matrix=[[1], [0], [0]];pivot columns=[0]

操作後

rank=1;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

directsum W:complete ORIGINAL independent columns=[[0, 1, 12]]

操作後

declared subspace dimension=1;basis of its full real span;empty basis means zero subspace

條件:無

原資料宣告完整basis,精確rank再核獨立,故數量才是此子空間維度;允許空basis代表零子空間,不把有限列表當子空間所有元素。

步驟識別與依賴

規則:directsum_declared_basis_complete_real_span · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

directsum ordered U then W:complete ordered matrix=[[1, 0], [0, 1], [0, 12]];rows=3;columns=2

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry1 := div(0, 1)

操作後

directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry1 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

directsum ordered U then W:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1, 0]

操作後

normalized full row=[1, 0]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry0 := div(0, 1)

操作後

directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry0 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

directsum ordered U then W:pivot row=1;column=1;nonzero pivot=1;old row=[0, 1]

操作後

normalized full row=[0, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 product := mul(12, 0)

操作後

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 product = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 difference := sub(0, 0)

操作後

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 product := mul(12, 1)

操作後

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 product = 12

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 difference := sub(12, 12)

操作後

directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

directsum ordered U then W:target row=2;old=[0, 12];factor=12;pivot row=[0, 1]

操作後

new full row=[0, 0]

條件:無

同一列的所有格都減同一倍pivot列;反向加回即逆運算。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_all_entry_elimination · 依賴:G001, S026

S028 · implies

操作前

directsum ordered U then W:complete exact reduced matrix=[[1, 0], [0, 1], [0, 0]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S027

S029 · implies

操作前

directsum U plus W:pivot columns=[0, 1];ALL free columns=[];full relation family=[]

操作後

EVERY zero combination is uniquely determined by its free coordinates;these free-coordinate unit relations form the full kernel;dimension=0

條件:無

可逆列運算保原矩陣核,任意零組合的自由座標就是此族的組合係數,主元方程定其餘座標;反向代回皆零。自由座標identity亦證獨立,故不只列幾個樣本關係。

步驟識別與依賴

規則:directsum_full_relation_space_both_directions · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

directsum U and W basis count sum := sum(1, 1)

操作後

directsum U and W basis count sum = 2

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

directsum actual intersection dimension := sub(2, 2)

操作後

directsum actual intersection dimension = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

ORIGINAL U basis=[[1, 0, 0]];W basis=[[0, 1, 12]];combined rank=2;full zero-combination relations=[];common vectors=[]

操作後

kernel of sum map consists of(u,-u) for u in U intersection W;intersection dimension=0;unique decomposition INSIDE U+W=是;coverage of R^3=否

條件:無

和映射滿射U+W,核與U∩W經v↦(v,−v)互逆線性對應;完整核basis因此給交集維度。分解差在此核,所以交集0才是和內唯一。只有再加rank=ambient dimension才是整個母空間直和,不能由一個target碰巧重建成功外推。

步驟識別與依賴

規則:directsum_unique_in_sum_and_ambient_coverage_separate · 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 directsum actual intersection dimension,不以小數近似替代。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum U and W basis count sum,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 difference,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry1 product,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W eliminate row2 pivot1 entry0 product,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W pivot1 column1 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ordered U then W pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum W eliminate row2 pivot0 entry0 product,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum W pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 directsum U pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • 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

(1, 1, 2, 0, 是, 否, 否)

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: 6c95c4f8a1732a32ce28750d7e04f4e104ca265a9084e93189d0ec4f313ef745
  • candidate record SHA-256: d5ea704d20b2722bebc746a992fe4fe329328c4bd6d6a5ba74542c034403a5e5
  • semantic review receipt SHA-256: efee5462991619d6ed9f64f11ddb085e5614ef33f9f8fcd8cf29b9329f8fd301
  • question-first witness SHA-256: acf91fa1622f01d2cf04b2c513294254323665351f660f2628aaafdb869c4ff2
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
同源完整 JSON