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=1851,b=120
操作後
initial nonnegative chain values=[1851, 120];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(1851, 120)
操作後
Euclid step0 exact ratio = 617/40
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(15, 120)
操作後
Euclid step0 quotient times divisor = 1800
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(1851, 1800)
操作後
Euclid step0 remainder = 51
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=1851;positive right=120;exact ratio=617/40;floor quotient=15
操作後
left=right*q+r with r=51 in[0,120);gcd pair=[3, 3]
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(120, 51)
操作後
Euclid step1 exact ratio = 40/17
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(2, 51)
操作後
Euclid step1 quotient times divisor = 102
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(120, 102)
操作後
Euclid step1 remainder = 18
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=120;positive right=51;exact ratio=40/17;floor quotient=2
操作後
left=right*q+r with r=18 in[0,51);gcd pair=[3, 3]
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(51, 18)
操作後
Euclid step2 exact ratio = 17/6
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(2, 18)
操作後
Euclid step2 quotient times divisor = 36
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(51, 36)
操作後
Euclid step2 remainder = 15
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=51;positive right=18;exact ratio=17/6;floor quotient=2
操作後
left=right*q+r with r=15 in[0,18);gcd pair=[3, 3]
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(18, 15)
操作後
Euclid step3 exact ratio = 6/5
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(1, 15)
操作後
Euclid step3 quotient times divisor = 15
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(18, 15)
操作後
Euclid step3 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, S016
S018 · implies
操作前
step=3;left=18;positive right=15;exact ratio=6/5;floor quotient=1
操作後
left=right*q+r with r=3 in[0,15);gcd pair=[3, 3]
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(15, 3)
操作後
Euclid step4 exact ratio = 5
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(5, 3)
操作後
Euclid step4 quotient times divisor = 15
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(15, 15)
操作後
Euclid step4 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, S020
S022 · implies
操作前
step=4;left=15;positive right=3;exact ratio=5;floor quotient=5
操作後
left=right*q+r with r=0 in[0,3);gcd pair=[3, 3]
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 · implies
操作前
complete division rows=[[1851, 120, 15, 51], [120, 51, 2, 18], [51, 18, 2, 15], [18, 15, 1, 3], [15, 3, 5, 0]];terminal pair=[3, 0]
操作後
gcd(a,b)=gcd(3,0)=3;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, S022
結論
([[1851, 120, 15, 51], [120, 51, 2, 18], [51, 18, 2, 15], [18, 15, 1, 3], [15, 3, 5, 0]], 3, 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。