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第 19684 題:線性Diophantine方程

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

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R0038-19684 · q-20261014-advance-20261106-r06-linear-diophantine-equation-0009

原題與已知條件

exact integer coefficients、normalized gcd與extended Euclidean證書。操作=dioph-solvability;資料={"a":60,"b":90,"c":60}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — exact integer coefficients、normalized gcd與extended Euclidean證書。操作=dioph-solvability;資料={"a":60,"b":90,"c":60}。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=dioph-solvability;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[a, b, c, gcd, both_coefficients_zero, solvable, boundary]

條件:無

原題快照保留歷史介面標記;本頁直接列來源欄位順序,不需JavaScript或外部表。欄位標籤不自動成為數學證據,No依各題聲稱範圍解讀。

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 coefficients a=60,b=90

操作後

start exact Euclidean chain on absolute values=[60, 90];nonnegative gcd;source deterministic coefficient recurrence

條件:無

gcd以非負慣例計在abs(a),abs(b),但Bézout最後要還原原符號。來源固定這條extended chain的係數,不能換另一組數值正確卻不同的答案。

步驟識別與依賴

規則:dioph_original_signs_deterministic_extended_chain · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 exact ratio := div(60, 90)

操作後

Dioph Euclid step0 exact ratio = 2/3

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 divisor multiple := mul(0, 90)

操作後

Dioph Euclid step0 divisor multiple = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 remainder := sub(60, 0)

操作後

Dioph Euclid step0 remainder = 60

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 first coefficient multiple := mul(0, 0)

操作後

Dioph Euclid step0 first coefficient multiple = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 first coefficient difference := sub(1, 0)

操作後

Dioph Euclid step0 first coefficient difference = 1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 second coefficient multiple := mul(0, 1)

操作後

Dioph Euclid step0 second coefficient multiple = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Dioph Euclid step0 second coefficient difference := sub(0, 0)

操作後

Dioph Euclid step0 second coefficient difference = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

step=0;positive divisor=90;old pair=[60, 90];exact ratio=2/3;floor quotient=0;old coefficient pairs=[[1, 0], [0, 1]]

操作後

next remainder=60 in[0,90);next signed absolute-input coefficients=[1, 0];common divisor set unchanged

條件:無

left−q·right保與right同一公因數集,同一q更新兩個係數保abs(a)·s+abs(b)·t等餘數。下一餘數非負且嚴格小於正divisor,故終止,且從不除以0。

步驟識別與依賴

規則:dioph_every_extended_step_invariant_and_descent · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 exact ratio := div(90, 60)

操作後

Dioph Euclid step1 exact ratio = 3/2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 divisor multiple := mul(1, 60)

操作後

Dioph Euclid step1 divisor multiple = 60

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 remainder := sub(90, 60)

操作後

Dioph Euclid step1 remainder = 30

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 first coefficient multiple := mul(1, 1)

操作後

Dioph Euclid step1 first coefficient multiple = 1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 first coefficient difference := sub(0, 1)

操作後

Dioph Euclid step1 first coefficient difference = -1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 second coefficient multiple := mul(1, 0)

操作後

Dioph Euclid step1 second coefficient multiple = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

Dioph Euclid step1 second coefficient difference := sub(1, 0)

操作後

Dioph Euclid step1 second coefficient difference = 1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

step=1;positive divisor=60;old pair=[90, 60];exact ratio=3/2;floor quotient=1;old coefficient pairs=[[0, 1], [1, 0]]

操作後

next remainder=30 in[0,60);next signed absolute-input coefficients=[-1, 1];common divisor set unchanged

條件:無

left−q·right保與right同一公因數集,同一q更新兩個係數保abs(a)·s+abs(b)·t等餘數。下一餘數非負且嚴格小於正divisor,故終止,且從不除以0。

步驟識別與依賴

規則:dioph_every_extended_step_invariant_and_descent · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 exact ratio := div(60, 30)

操作後

Dioph Euclid step2 exact ratio = 2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 divisor multiple := mul(2, 30)

操作後

Dioph Euclid step2 divisor multiple = 60

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 remainder := sub(60, 60)

操作後

Dioph Euclid step2 remainder = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 first coefficient multiple := mul(2, -1)

操作後

Dioph Euclid step2 first coefficient multiple = -2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 first coefficient difference := sub(1, -2)

操作後

Dioph Euclid step2 first coefficient difference = 3

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 second coefficient multiple := mul(2, 1)

操作後

Dioph Euclid step2 second coefficient multiple = 2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

Dioph Euclid step2 second coefficient difference := sub(0, 2)

操作後

Dioph Euclid step2 second coefficient difference = -2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

step=2;positive divisor=30;old pair=[60, 30];exact ratio=2;floor quotient=2;old coefficient pairs=[[1, 0], [-1, 1]]

操作後

next remainder=0 in[0,30);next signed absolute-input coefficients=[3, -2];common divisor set unchanged

條件:無

left−q·right保與right同一公因數集,同一q更新兩個係數保abs(a)·s+abs(b)·t等餘數。下一餘數非負且嚴格小於正divisor,故終止,且從不除以0。

步驟識別與依賴

規則:dioph_every_extended_step_invariant_and_descent · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

Dioph restore original a sign := mul(1, -1)

操作後

Dioph restore original a sign = -1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

Dioph restore original b sign := mul(1, 1)

操作後

Dioph restore original b sign = 1

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

Dioph ORIGINAL a times Bezout x := mul(60, -1)

操作後

Dioph ORIGINAL a times Bezout x = -60

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

Dioph ORIGINAL b times Bezout y := mul(90, 1)

操作後

Dioph ORIGINAL b times Bezout y = 90

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

Dioph original signed Bezout identity := sum(-60, 90)

操作後

Dioph original signed Bezout identity = 30

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

complete exact chain=[[60, 90, 0, 60], [90, 60, 1, 30], [60, 30, 2, 0]];terminal pair=[30, 0];sign-restored x=-1,y=1

操作後

a*x+b*y=30=nonnegative gcd d=30;gcd from invariance and terminal gcd(d,0)=d

條件:無

最後一個非零餘數是gcd,原符號代回再核a*x+b*y=d。a或b一個為0也保同一邊界,不新增除以0的一列。

步驟識別與依賴

規則:dioph_terminal_gcd_and_original_signed_identity · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

Dioph target divided by positive gcd := div(60, 30)

操作後

Dioph target divided by positive gcd = 2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · implies

操作前

ACTUAL original equation60*x+90*y=60;positive gcd=30;exact c/d=2;Bezout coefficients=[-1, 1]

操作後

d divides both coefficients,so ANY integer solution requires d divides c;conversely integer c/d scales Bezout to a solution;solvable=是

條件:無

必要性由gcd整除任意整數線性組合;充分性由已給Bézout等式乘c/d。非整數商是全體整數解的障礙,不是搜尋有限範圍沒找到。

步驟識別與依賴

規則:dioph_gcd_divisibility_iff_not_finite_search · 依賴:G001, S033

S035 · calculation

操作前

Dioph particular x0 from scaled source Bezout := mul(-1, 2)

操作後

Dioph particular x0 from scaled source Bezout = -2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S034

S036 · calculation

操作前

Dioph particular y0 from scaled source Bezout := mul(1, 2)

操作後

Dioph particular y0 from scaled source Bezout = 2

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S035

S037 · calculation

操作前

Dioph original a times particular x0 := mul(60, -2)

操作後

Dioph original a times particular x0 = -120

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S036

S038 · calculation

操作前

Dioph original b times particular y0 := mul(90, 2)

操作後

Dioph original b times particular y0 = 180

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S037

S039 · calculation

操作前

Dioph particular original equation check := sum(-120, 180)

操作後

Dioph particular original equation check = 60

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留正負號、分母、索引及所在載體。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S038

逐步反向核對

  • S039 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph particular original equation check,不以小數近似替代。
  • S038 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph original b times particular y0,不以小數近似替代。
  • S037 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph original a times particular x0,不以小數近似替代。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph particular y0 from scaled source Bezout,不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph particular x0 from scaled source Bezout,不以小數近似替代。
  • S034 · 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。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph target divided by positive gcd,不以小數近似替代。
  • 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 Dioph original signed Bezout identity,不以小數近似替代。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph ORIGINAL b times Bezout y,不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph ORIGINAL a times Bezout x,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph restore original b sign,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph restore original a sign,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 Dioph Euclid step2 second coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 second coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 first coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 first coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 remainder,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 divisor multiple,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step2 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 Dioph Euclid step1 second coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 second coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 first coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 first coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 remainder,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 divisor multiple,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step1 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 Dioph Euclid step0 second coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step0 second coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step0 first coefficient difference,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step0 first coefficient multiple,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step0 remainder,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph Euclid step0 divisor multiple,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Dioph 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

(60, 90, 60, 30, 否, 是, gcd_divides_c_iff_integer_solution)

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: 85a836297045db5b3314b9065d936d44a238ff85dc01257844f2628d1544e0fd
  • candidate record SHA-256: e84c23c154fdd501dcf3d025602fcab363b87ecbd0c09032bd6e5c5928a047e9
  • semantic review receipt SHA-256: d165cad30849a3aba67390a59c572c0d965269d4b405e43df36da19e28d85612
  • question-first witness SHA-256: c222ca47a07939c019865a1e4d9ce633205cdee68db92bf96a96f5683a62ebc7
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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