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第 21308 題:整數唯一質因數分解

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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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R0041-21308 · q-20261014-advance-20261108-r06-unique-prime-factorization-0033

原題與已知條件

完整bounded integer factorization與exact primality。操作=upf-canonical-factorization;資料={"n":114}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 完整bounded integer factorization與exact primality。操作=upf-canonical-factorization;資料={"n":114}。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=upf-canonical-factorization;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[n, prime_multiset, exponents, product, complete_factorization_certificate, certificate]

條件:無

原題歷史介面標記保留;此處直接列有序輸出欄位,不依賴JavaScript。欄位或tag不是額外數學證據,固定No保留原聲稱範圍。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

ORIGINAL positive integer absolute magnitude=114>1

操作後

initialize remaining=n,prime multiset empty;invariant product(extracted)*remaining=n;every smaller trial divisor has been exhausted

條件:無

每次只除真正整除的d,並以已窮盡更小因數維持d為prime的理由,不先假定原n為prime。

步驟識別與依賴

規則:upf_factorization_remaining_product_invariant · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

upf extract divisor2 occurrence0 := div(114, 2)

操作後

upf extract divisor2 occurrence0 = 57

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

next divisor=2;previous remaining=114;all smaller divisors exhausted

操作後

extracted multiplicity=1;next remaining=57;remaining modulo2=1;extracted multiset=[2]

條件:無

除盡同一prime的所有重數才前進;不把n的原平方根與remaining的停止責任混淆,也不漏最後的prime remainder。

步驟識別與依賴

規則:upf_complete_trial_division_remaining_invariant · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

upf extract divisor3 occurrence1 := div(57, 3)

操作後

upf extract divisor3 occurrence1 = 19

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

next divisor=3;previous remaining=57;all smaller divisors exhausted

操作後

extracted multiplicity=1;next remaining=19;remaining modulo3=1;extracted multiset=[2, 3]

條件:無

除盡同一prime的所有重數才前進;不把n的原平方根與remaining的停止責任混淆,也不漏最後的prime remainder。

步驟識別與依賴

規則:upf_complete_trial_division_remaining_invariant · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

next divisor=4;previous remaining=19;all smaller divisors exhausted

操作後

extracted multiplicity=0;next remaining=19;remaining modulo4=3;extracted multiset=[2, 3]

條件:無

除盡同一prime的所有重數才前進;不把n的原平方根與remaining的停止責任混淆,也不漏最後的prime remainder。

步驟識別與依賴

規則:upf_complete_trial_division_remaining_invariant · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

upf canonical complete product factor0 := mul(1, 2)

操作後

upf canonical complete product factor0 = 2

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

upf canonical complete product factor1 := mul(2, 3)

操作後

upf canonical complete product factor1 = 6

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

upf canonical complete product factor2 := mul(6, 19)

操作後

upf canonical complete product factor2 = 114

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

exhausted trial divisors below5;terminal remaining=19;d*d>remaining;ORIGINAL n=114

操作後

complete increasing prime multiset=[2, 3, 19];full product=114;a composite terminal remainder would have an already tested smaller divisor

條件:無

若remaining>1仍合數,其最小prime因數會在已驗範圍,與除盡不變式矛盾,所以補入的末項為prime。這證本例完整分解;一般存在也可對n作強歸納,合數拆成較小正因數後遞歸。

步驟識別與依賴

規則:upf_final_prime_remainder_complete_existence_instance · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

ORIGINAL n=114;complete prime multiset=[2, 3, 19]

操作後

ALL [prime,exponent] rows=[[2, 1], [3, 1], [19, 1]];product=114;no multiplicities discarded

條件:無

逐不同prime保完整重數,不把multiset改成set。後續唯一性比較必須比較每個exponent,不只不同prime種類。

步驟識別與依賴

規則:upf_exponents_keep_every_prime_multiplicity · 依賴:G001, S011

逐步反向核對

  • S012 · 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。
  • S011 · 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。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 upf canonical complete product factor2,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 upf canonical complete product factor1,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 upf canonical complete product factor0,不以小數近似替代。
  • 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 — 以精確有理數重算 upf extract divisor3 occurrence1,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 upf extract divisor2 occurrence0,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

(114, [2, 3, 19], [[2, 1], [3, 1], [19, 1]], 114, 是, complete_trial_division_range)

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: 009dcb75f4223170c0d7258ca28ade4368d288ef6c165ee1a6fdb0db1a45b6f3
  • candidate record SHA-256: 810acf1121a8171fd46e9f97c572cb375c4bdc2b50e8be80a7504de8b0dbfe31
  • semantic review receipt SHA-256: 8f134403487694af4c70d2e00ec84bab542043ef4b3c54517c04f3c409c0262a
  • question-first witness SHA-256: ad772845088ed8e99f87f90d4264b05ea97be35775305a02011af5ee35f0f4ce
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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