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第 19922 題:商向量空間

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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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R0038-19922 · q-20261014-advance-20261106-r07-quotient-vector-space-0022

原題與已知條件

有限維實向量空間、明示子空間基底與exact membership。操作=quotient-coset-equivalence;資料={"ambient_dimension":3,"basis_w":[[1,22,0]],"v":[23,2,3],"u":[25,46,3]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 有限維實向量空間、明示子空間基底與exact membership。操作=quotient-coset-equivalence;資料={"ambient_dimension":3,"basis_w":[[1,22,0]],"v":[23,2,3],"u":[25,46,3]}。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=quotient-coset-equivalence;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[difference, equivalent, criterion, 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

quotient ORIGINAL ordered W basis:COMPLETE exact original ordered matrix=[[1], [22], [0]];rows=3;columns=1

操作後

perform invertible ROW operations on EVERY entry;original COLUMN and right-side roles remain fixed

條件:無

逐格可逆列運算保整個實解集合,不對係數先設有限整數盒。basis是原column順序,不能以semantic排序調換係數或right side。

步驟識別與依賴

規則:quotient_full_matrix_real_linear_equations_not_grid · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

quotient ORIGINAL ordered W basis pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

quotient ORIGINAL ordered W basis pivot0 column0 normalized entry0 = 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, S002

S004 · implies

操作前

quotient ORIGINAL ordered W basis:row=0;column=0;nonzero exact pivot=1;old FULL row=[1]

操作後

normalized FULL row=[1]

條件:無

整列同除非零pivot,不只修改左半或只改一個格。

步驟識別與依賴

規則:quotient_nonzero_pivot_all_entry_scaling · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 product := mul(22, 1)

操作後

quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 product = 22

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

quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 difference := sub(22, 22)

操作後

quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 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, S005

S007 · implies

操作前

quotient ORIGINAL ordered W basis:target row=1;old row=[22];subtract factor=22 times FULL pivot row=[1]

操作後

new exact FULL row=[0]

條件:無

同一倍數逐每格相減,反向加回可逆;所有方程同時保留,不用抽樣解測試代替。

步驟識別與依賴

規則:quotient_invertible_complete_row_elimination · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

quotient ORIGINAL ordered W basis:complete exact reduced matrix=[[1], [0], [0]];ORIGINAL pivot-column indices=[0]

操作後

rank=1;pivot coordinates independent;ALL original column relations and full real system solution set preserved

條件:無

主元identity座標給獨立性,其餘欄由主元列座標表出,故rank可由pivot數讀出;可逆列運算把這些關係帶回原矩陣。

步驟識別與依賴

規則:quotient_full_rank_and_solution_set_certificate · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

ACTUAL ambient real space R^3;complete ORIGINAL independent basis columns of W=[[1, 22, 0]]

操作後

W is the FULL real span of these columns;dim W=1;zero coset is the WHOLE subspace W,not the vector0 alone

條件:無

完整basis的獨立性逐精確rank核過,所以數量是dimW;列表不是W所有元素。空basis代表W={0},零coset仍是集合W,不把商元素與某一代表向量混型。

步驟識別與依賴

規則:quotient_declared_subspace_full_real_span_zero_coset · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

quotient ORIGINAL v minus u coordinate0 := sub(23, 25)

操作後

quotient ORIGINAL v minus u coordinate0 = -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, S009

S011 · calculation

操作前

quotient ORIGINAL v minus u coordinate1 := sub(2, 46)

操作後

quotient ORIGINAL v minus u coordinate1 = -44

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

quotient ORIGINAL v minus u coordinate2 := sub(3, 3)

操作後

quotient ORIGINAL v minus u coordinate2 = 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, S011

S013 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:COMPLETE exact original ordered matrix=[[1, -2], [22, -44], [0, 0]];rows=3;columns=2

操作後

perform invertible ROW operations on EVERY entry;original COLUMN and right-side roles remain fixed

條件:無

逐格可逆列運算保整個實解集合,不對係數先設有限整數盒。basis是原column順序,不能以semantic排序調換係數或right side。

步驟識別與依賴

規則:quotient_full_matrix_real_linear_equations_not_grid · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry0 = 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

quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry1 := div(-2, 1)

操作後

quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry1 = -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, S014

S016 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:row=0;column=0;nonzero exact pivot=1;old FULL row=[1, -2]

操作後

normalized FULL row=[1, -2]

條件:無

整列同除非零pivot,不只修改左半或只改一個格。

步驟識別與依賴

規則:quotient_nonzero_pivot_all_entry_scaling · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 product := mul(22, 1)

操作後

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 product = 22

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 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 difference := sub(22, 22)

操作後

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 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, S017

S019 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 product := mul(22, -2)

操作後

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 product = -44

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

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 difference := sub(-44, -44)

操作後

quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 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, S019

S021 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:target row=1;old row=[22, -44];subtract factor=22 times FULL pivot row=[1, -2]

操作後

new exact FULL row=[0, 0]

條件:無

同一倍數逐每格相減,反向加回可逆;所有方程同時保留,不用抽樣解測試代替。

步驟識別與依賴

規則:quotient_invertible_complete_row_elimination · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:column=1;remaining exact entries=[0, 0]

操作後

no pivot added;current rank=1

條件:無

剩餘全零欄不補pivot,保其原角色與索引。

步驟識別與依賴

規則:quotient_zero_remaining_column_no_fake_pivot · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:complete exact reduced matrix=[[1, -2], [0, 0], [0, 0]];ORIGINAL pivot-column indices=[0]

操作後

rank=1;pivot coordinates independent;ALL original column relations and full real system solution set preserved

條件:無

主元identity座標給獨立性,其餘欄由主元列座標表出,故rank可由pivot數讀出;可逆列運算把這些關係帶回原矩陣。

步驟識別與依賴

規則:quotient_full_rank_and_solution_set_certificate · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction coefficient0 product := mul(1, -2)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction coefficient0 product = -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

quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction complete sum := sum(-2)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction complete sum = -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 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction coefficient0 product := mul(22, -2)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction coefficient0 product = -44

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, S025

S027 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction complete sum := sum(-44)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction complete sum = -44

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

quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction coefficient0 product := mul(0, -2)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction coefficient0 product = 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, S027

S029 · calculation

操作前

quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction complete sum := sum(0)

操作後

quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction complete sum = 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, S028

S030 · implies

操作前

quotient coset original difference membership:original proposed vector=[-2, -44, 0];original ordered independent columns=[[1, 22, 0]];complete reduced augmented system=[[1, -2], [0, 0], [0, 0]]

操作後

exact real-span coefficient witness=[-2];FULL original reconstruction=[-2, -44, 0];membership=是

條件:無

主元方程給精確係數,再逐原座標完整代回。零basis時空係數只重建零向量;非零basis可有非整數或超出原輸入界限的合法實係數,不把它們排除。

步驟識別與依賴

規則:quotient_full_span_coefficient_witness_not_sampled_membership · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

ORIGINAL v=[23, 2, 3],u=[25, 46, 3];ORDERED difference v-u=[-2, -44, 0];full-real-span membership=是

操作後

v+W=u+W iff v-u in W;coset equality=是;not a test of representative vector equality

條件:無

若cosets相等,v=v+0也在u+W,故v−u在W。反之v−u在W時,v+w=u+(v−u+w)落u+W,反向用其負值亦成立,兩集合相等。差可非0,不要求代表向量相等。

步驟識別與依賴

規則:quotient_coset_equality_both_inclusions_not_representative_equality · 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 quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction complete sum,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership original coordinate2 reconstruction coefficient0 product,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction complete sum,不以小數近似替代。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership original coordinate1 reconstruction coefficient0 product,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction complete sum,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership original coordinate0 reconstruction coefficient0 product,不以小數近似替代。
  • S023 · 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。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 difference,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry1 product,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership eliminate row1 pivot0 entry0 product,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 — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient coset original difference membership pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • 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 quotient ORIGINAL v minus u coordinate2,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient ORIGINAL v minus u coordinate1,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient ORIGINAL v minus u coordinate0,不以小數近似替代。
  • 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 — 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 — 以精確有理數重算 quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 quotient ORIGINAL ordered W basis eliminate row1 pivot0 entry0 product,不以小數近似替代。
  • 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 quotient ORIGINAL ordered W basis 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

([-2, -44, 0], 是, v_plus_W_equals_u_plus_W_iff_difference_in_W, quotient_elements_are_cosets_not_unique_representatives)

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: 8efccc7783b7832f05776dcb88d54ada45f00caf50ffac3517e0ee4063e2c622
  • candidate record SHA-256: 5158f179f743feafe0260bf9a8756f9bbd9b6a5416a1b33c2c970d9c04034b26
  • semantic review receipt SHA-256: d165cad30849a3aba67390a59c572c0d965269d4b405e43df36da19e28d85612
  • question-first witness SHA-256: c222ca47a07939c019865a1e4d9ce633205cdee68db92bf96a96f5683a62ebc7
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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