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第 21372 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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R0041-21372 · q-20261014-advance-20261108-r06-unique-prime-factorization-0072

原題與已知條件

完整bounded integer factorization與exact primality。操作=upf-uniqueness-audit;資料={"n":474,"factors_left":[2,3,79],"factors_right":[79,2,3]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 完整bounded integer factorization與exact primality。操作=upf-uniqueness-audit;資料={"n":474,"factors_left":[2,3,79],"factors_right":[79,2,3]}。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=upf-uniqueness-audit;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[left_valid, right_valid, sorted_left, sorted_right, divisibility_rows, uniqueness_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

upf LEFT factor index0:ORIGINAL candidate factor=2;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

upf LEFT complete product at original factor0 := mul(1, 2)

操作後

upf LEFT complete product at original 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, S002

S004 · implies

操作前

upf LEFT factor index1:ORIGINAL candidate factor=3;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

upf LEFT complete product at original factor1 := mul(2, 3)

操作後

upf LEFT complete product at original 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, S004

S006 · implies

操作前

upf LEFT factor index2:ORIGINAL candidate factor=79;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[[2, 1], [3, 1], [4, 3], [5, 4], [6, 1], [7, 2], [8, 7]];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

upf LEFT complete product at original factor2 := mul(6, 79)

操作後

upf LEFT complete product at original factor2 = 474

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, S006

S008 · implies

操作前

upf LEFT:ORIGINAL factors=[2, 3, 79];ALL primality flags=[是, 是, 是];original n=474

操作後

empty product convention1;actual complete product=474;all_prime=是;valid_prime_product=是

條件:無

保留原factor順序。空列表每項為prime是vacuous True但乘積1不等n>1;合數乘積即使吻合亦無prime factorization證書。SAFE是來源投影限制,不是定理真假判斷。

步驟識別與依賴

規則:upf_candidate_prime_and_complete_product_separate · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

upf RIGHT factor index0:ORIGINAL candidate factor=79;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[[2, 1], [3, 1], [4, 3], [5, 4], [6, 1], [7, 2], [8, 7]];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

upf RIGHT complete product at original factor0 := mul(1, 79)

操作後

upf RIGHT complete product at original factor0 = 79

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

upf RIGHT factor index1:ORIGINAL candidate factor=2;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

upf RIGHT complete product at original factor1 := mul(79, 2)

操作後

upf RIGHT complete product at original factor1 = 158

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, S011

S013 · implies

操作前

upf RIGHT factor index2:ORIGINAL candidate factor=3;ALL possible trial divisors2..floor(sqrt(v))=[]

操作後

ALL [divisor,remainder] rows=[];prime=是

條件:無

合數若大於1必有不超過平方根的因數;完整區間無整除才證prime,2的區間為空仍是prime。乘積相等不能替代此責任。

步驟識別與依賴

規則:upf_every_trial_divisor_primality_not_product_only · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

upf RIGHT complete product at original factor2 := mul(158, 3)

操作後

upf RIGHT complete product at original factor2 = 474

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, S013

S015 · implies

操作前

upf RIGHT:ORIGINAL factors=[79, 2, 3];ALL primality flags=[是, 是, 是];original n=474

操作後

empty product convention1;actual complete product=474;all_prime=是;valid_prime_product=是

條件:無

保留原factor順序。空列表每項為prime是vacuous True但乘積1不等n>1;合數乘積即使吻合亦無prime factorization證書。SAFE是來源投影限制,不是定理真假判斷。

步驟識別與依賴

規則:upf_candidate_prime_and_complete_product_separate · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

SORTED left occurrence index=0,factor=2;ORIGINAL right factors=[79, 2, 3];full right product=474

操作後

[p,p_divides_product,FIRST original right index,right factor,right factor equals p]=[2, 是, 1, 2, 是];same right index MAY be reused

條件:無

每列按原right輸入順序取首整除因數,不消耗該occurrence。若candidate含合數,這只是診斷列,不對合數p宣稱Euclid lemma;整體證書還需兩側有效與完整重數相等。

步驟識別與依賴

規則:upf_local_first_right_witness_not_occurrence_matching · 依賴:G001, S015

S017 · implies

操作前

SORTED left occurrence index=1,factor=3;ORIGINAL right factors=[79, 2, 3];full right product=474

操作後

[p,p_divides_product,FIRST original right index,right factor,right factor equals p]=[3, 是, 2, 3, 是];same right index MAY be reused

條件:無

每列按原right輸入順序取首整除因數,不消耗該occurrence。若candidate含合數,這只是診斷列,不對合數p宣稱Euclid lemma;整體證書還需兩側有效與完整重數相等。

步驟識別與依賴

規則:upf_local_first_right_witness_not_occurrence_matching · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

SORTED left occurrence index=2,factor=79;ORIGINAL right factors=[79, 2, 3];full right product=474

操作後

[p,p_divides_product,FIRST original right index,right factor,right factor equals p]=[79, 是, 0, 79, 是];same right index MAY be reused

條件:無

每列按原right輸入順序取首整除因數,不消耗該occurrence。若candidate含合數,這只是診斷列,不對合數p宣稱Euclid lemma;整體證書還需兩側有效與完整重數相等。

步驟識別與依賴

規則:upf_local_first_right_witness_not_occurrence_matching · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

ORIGINAL n=474;left valid=是,right valid=是;sorted multisets=[[2, 3, 79], [2, 3, 79]];local witness rows=[[2, 是, 1, 2, 是], [3, 是, 2, 3, 是], [79, 是, 0, 79, 是]]

操作後

joint uniqueness certificate=是;general proof:prime p divides other product;Euclid lemma gives equal prime factor;match ONE occurrence,cancel nonzero p,then induct on remaining factor count

條件:無

Euclid lemma可由gcd(p,a)=1時的Bezout等式乘b證:p|ab就得p|b;反覆用於有限乘積。匹配一個相同prime後以非零整數消去,歸納直到空積1;剩餘prime皆≥2不可乘成1。來源可重用的局部index本身不證全域重數匹配。

步驟識別與依賴

規則:upf_general_uniqueness_Euclid_nonzero_cancel_induction · 依賴:G001, S018

逐步反向核對

  • S019 · 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。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 upf RIGHT complete product at original factor2,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 upf RIGHT complete product at original factor1,不以小數近似替代。
  • 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 RIGHT complete product at original factor0,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 — 以精確有理數重算 upf LEFT complete product at original factor2,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 upf LEFT complete product at original factor1,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 LEFT complete product at original factor0,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

(是, 是, [2, 3, 79], [2, 3, 79], [[2, 是, 1, 2, 是], [3, 是, 2, 3, 是], [79, 是, 0, 79, 是]], 是, Euclid_lemma_witness_p_divides_product_implies_p_divides_a_prime_factor)

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: ea893d1419eeaebd7f9204916e251d8d81df3e72ee8e4989bf24c59ce4a8962a
  • candidate record SHA-256: 19049b4369e1ec81ec6e5cc0fe463e0cd2a1b46d7819599d9540803dfe5131ed
  • semantic review receipt SHA-256: 8f134403487694af4c70d2e00ec84bab542043ef4b3c54517c04f3c409c0262a
  • question-first witness SHA-256: ad772845088ed8e99f87f90d4264b05ea97be35775305a02011af5ee35f0f4ce
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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