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第 18835 題:Euclidean演算法

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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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R0036-18835 · q-20261014-advance-20261105-r03-euclidean-algorithm-0010

原題與已知條件

exact integer quotient-remainder chain與嚴格餘數下降。操作=euclid-division-chain;資料={"a":1333,"b":106}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — exact integer quotient-remainder chain與嚴格餘數下降。操作=euclid-division-chain;資料={"a":1333,"b":106}。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=euclid-division-chain;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[division_chain, gcd, chain_valid, certificate]

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

original signed inputs a=1333,b=106

操作後

initial nonnegative chain values=[1333, 106];gcd(a,b)=gcd(abs(a),abs(b));never divide by a zero right input

條件:無

公因數的整除不受符號改變影響;gcd取非負。一般chain/invariant要求b非零,零邊界另保留(0,0)約定,不擅自套該限制。

步驟識別與依賴

規則:euclid_signed_inputs_absolute_chain_scope · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Euclid step0 exact ratio := div(1333, 106)

操作後

Euclid step0 exact ratio = 1333/106

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 · calculation

操作前

Euclid step0 quotient times divisor := mul(12, 106)

操作後

Euclid step0 quotient times divisor = 1272

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, S003

S005 · calculation

操作前

Euclid step0 remainder := sub(1333, 1272)

操作後

Euclid step0 remainder = 61

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, S004

S006 · implies

操作前

step=0;left=1333;positive right=106;exact ratio=1333/106;floor quotient=12

操作後

left=right*q+r with r=61 in[0,106);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Euclid step1 exact ratio := div(106, 61)

操作後

Euclid step1 exact ratio = 106/61

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, S006

S008 · calculation

操作前

Euclid step1 quotient times divisor := mul(1, 61)

操作後

Euclid step1 quotient times divisor = 61

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, S007

S009 · calculation

操作前

Euclid step1 remainder := sub(106, 61)

操作後

Euclid step1 remainder = 45

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

step=1;left=106;positive right=61;exact ratio=106/61;floor quotient=1

操作後

left=right*q+r with r=45 in[0,61);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

Euclid step2 exact ratio := div(61, 45)

操作後

Euclid step2 exact ratio = 61/45

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

Euclid step2 quotient times divisor := mul(1, 45)

操作後

Euclid step2 quotient times divisor = 45

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 · calculation

操作前

Euclid step2 remainder := sub(61, 45)

操作後

Euclid step2 remainder = 16

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, S012

S014 · implies

操作前

step=2;left=61;positive right=45;exact ratio=61/45;floor quotient=1

操作後

left=right*q+r with r=16 in[0,45);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Euclid step3 exact ratio := div(45, 16)

操作後

Euclid step3 exact ratio = 45/16

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, S014

S016 · calculation

操作前

Euclid step3 quotient times divisor := mul(2, 16)

操作後

Euclid step3 quotient times divisor = 32

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, S015

S017 · calculation

操作前

Euclid step3 remainder := sub(45, 32)

操作後

Euclid step3 remainder = 13

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 · implies

操作前

step=3;left=45;positive right=16;exact ratio=45/16;floor quotient=2

操作後

left=right*q+r with r=13 in[0,16);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

Euclid step4 exact ratio := div(16, 13)

操作後

Euclid step4 exact ratio = 16/13

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, S018

S020 · calculation

操作前

Euclid step4 quotient times divisor := mul(1, 13)

操作後

Euclid step4 quotient times divisor = 13

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

Euclid step4 remainder := sub(16, 13)

操作後

Euclid step4 remainder = 3

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

step=4;left=16;positive right=13;exact ratio=16/13;floor quotient=1

操作後

left=right*q+r with r=3 in[0,13);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

Euclid step5 exact ratio := div(13, 3)

操作後

Euclid step5 exact ratio = 13/3

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

Euclid step5 quotient times divisor := mul(4, 3)

操作後

Euclid step5 quotient times divisor = 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, S023

S025 · calculation

操作前

Euclid step5 remainder := sub(13, 12)

操作後

Euclid step5 remainder = 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, S024

S026 · implies

操作前

step=5;left=13;positive right=3;exact ratio=13/3;floor quotient=4

操作後

left=right*q+r with r=1 in[0,3);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

Euclid step6 exact ratio := div(3, 1)

操作後

Euclid step6 exact ratio = 3

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, S026

S028 · calculation

操作前

Euclid step6 quotient times divisor := mul(3, 1)

操作後

Euclid step6 quotient times divisor = 3

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, S027

S029 · calculation

操作前

Euclid step6 remainder := sub(3, 3)

操作後

Euclid step6 remainder = 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, S028

S030 · implies

操作前

step=6;left=3;positive right=1;exact ratio=3;floor quotient=3

操作後

left=right*q+r with r=0 in[0,1);gcd pair=[1, 1]

條件:無

任意d同時整除left,right,等價整除right,left−q·right,所以gcd不變。下一個非負right是嚴格較小r,故不能無限下降;這是與不變性分開的終止理由。

步驟識別與依賴

規則:euclid_each_division_common_divisors_and_strict_descent · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

complete division rows=[[1333, 106, 12, 61], [106, 61, 1, 45], [61, 45, 1, 16], [45, 16, 2, 13], [16, 13, 1, 3], [13, 3, 4, 1], [3, 1, 3, 0]];terminal pair=[1, 0]

操作後

gcd(a,b)=gcd(1,0)=1;all divisions used positive divisors;nonnegative gcd convention

條件:無

終止時所有共同因數等於terminal left的因數,非負最大公因數就是left;(0,0)的0另由明示約定給出。不新增除以零的虛假一列。

步驟識別與依賴

規則:euclid_terminal_gcd_not_extra_zero_division · 依賴:G001, S030

逐步反向核對

  • S031 · 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。
  • 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 — 以精確有理數重算 Euclid step6 remainder,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step6 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step6 exact ratio,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 Euclid step5 remainder,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step5 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step5 exact ratio,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 Euclid step4 remainder,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step4 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step4 exact ratio,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 Euclid step3 remainder,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step3 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step3 exact ratio,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 Euclid step2 remainder,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step2 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step2 exact ratio,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 Euclid step1 remainder,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step1 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step1 exact ratio,不以小數近似替代。
  • 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 Euclid step0 remainder,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step0 quotient times divisor,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Euclid step0 exact ratio,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

([[1333, 106, 12, 61], [106, 61, 1, 45], [61, 45, 1, 16], [45, 16, 2, 13], [16, 13, 1, 3], [13, 3, 4, 1], [3, 1, 3, 0]], 1, 是, exact_quotient_remainder_and_strict_descent)

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: 02105ab7c24874c154bc1036def8c758ef543d89cb759f2b2dc23c9d3af38163
  • candidate record SHA-256: eac0f95fb06bc4aeff9336057c9af09ccac34b442c68c3d0ab2bb9cd253c00c8
  • semantic review receipt SHA-256: efee5462991619d6ed9f64f11ddb085e5614ef33f9f8fcd8cf29b9329f8fd301
  • question-first witness SHA-256: acf91fa1622f01d2cf04b2c513294254323665351f660f2628aaafdb869c4ff2
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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