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第 27996 題:Lagrange乘子條件

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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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R0054-27996 · q-20261015-pulse-20261119-r04-0071

原題與已知條件

feasibility、constraint-gradient full row rank與grad_f=J_g^T*lambda convention。操作=lagrange-single-linear-constraint;明示資料={"center":[0,6],"constraint_gradient":[1,21],"constraint_rhs":23};請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 回答。

  • G001 — feasibility、constraint-gradient full row rank與grad_f=J_g^T*lambda convention。操作=lagrange-single-linear-constraint;明示資料={"center":[0,6],"constraint_gradient":[1,21],"constraint_rhs":23};請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 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 roles = [lagrange-single-linear-constraint]

操作後

derived = [[center, constraint_gradient, constraint_rhs, normal_displacement_coefficient, solution_point, multiplier, objective_gradient, feasible, stationary, specified_problem_scope]]

條件:無

直接明列此操作與mode完整欄序,不依JavaScript、不由答案形狀猜角色;布林、字串、null與未作聲稱保持不同。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_fields_without_JS · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product0 := mul(1, 1)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product0 = 1

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum0 := sum(0, 1)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum0 = 1

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product1 := mul(21, 21)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product1 = 441

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum1 := sum(1, 441)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum1 = 442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product0 := mul(1, 0)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product0 = 0

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum0 := sum(0, 0)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum0 = 0

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product1 := mul(21, 6)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product1 = 126

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum1 := sum(0, 126)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum1 = 126

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL rhs minus center value := sub(23, 126)

操作後

Lagrange single ORIGINAL rhs minus center value = -103

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal displacement := div(-103, 442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal displacement = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal shift0 := mul(-103/442, 1)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal shift0 = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL solution coordinate0 := sum(0, -103/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL solution coordinate0 = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL normal shift1 := mul(-103/442, 21)

操作後

Lagrange single ORIGINAL normal shift1 = -2163/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL solution coordinate1 := sum(6, -2163/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL solution coordinate1 = 489/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL multiplier2tau := mul(2, -103/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL multiplier2tau = -103/221

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate0 := sub(-103/442, 0)

操作後

Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate0 = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL objective gradient0 := mul(2, -103/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL objective gradient0 = -103/221

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate1 := sub(489/442, 6)

操作後

Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate1 = -2163/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL objective gradient1 := mul(2, -2163/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL objective gradient1 = -2163/221

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product0 := mul(1, -103/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product0 = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum0 := sum(0, -103/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum0 = -103/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product1 := mul(21, 489/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product1 = 10269/442

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum1 := sum(-103/442, 10269/442)

操作後

Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum1 = 23

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL lambda times normal0 := mul(-103/221, 1)

操作後

Lagrange single ORIGINAL lambda times normal0 = -103/221

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

Lagrange single ORIGINAL lambda times normal1 := mul(-103/221, 21)

操作後

Lagrange single ORIGINAL lambda times normal1 = -2163/221

條件:無

以原始角色與已證中間量精確代值,不用近似或自洽但換過的操作數;額外教學代數不另縮來源域。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

source roles = [[0, 6], [1, 21], 23, 442, 126, -103/442, [-103/442, 489/442], -103/221, [-103/221, -2163/221]]

操作後

derived = [是, 是, ANY feasible y=x+v has a dot v=0;f(y)=f(x)+norm(v)^2]

條件:無

normal非0使norm²>0,tau解a·(c+tau a)=rhs;objective是平方距離無1/2,所以gradient與lambda含2。任意可行y=x+v,cross term=2tau(a·v)=0,差為||v||²>=0,故本指定問題有唯一minimum;不外推任意multiplier方程充分。

步驟識別與依賴

規則:Lagrange_specified_squared_distance_complete_orthogonality_certificate · 依賴:G001, S026

逐步反向核對

  • S027 · premise_and_result_audit — 回查原始資料、操作數、完整範圍與本步前提;有限見證、條件式定理引用與形式證明分開。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL lambda times normal1,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL lambda times normal0,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum1,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product1,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL running sum0,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL full feasibility ORIGINAL product0,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL objective gradient1,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate1,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL objective gradient0,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL displacement coordinate0,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL multiplier2tau,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL solution coordinate1,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal shift1,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL solution coordinate0,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal shift0,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal displacement,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL rhs minus center value,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum1,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product1,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL running sum0,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal dot center ORIGINAL product0,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum1,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product1,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL running sum0,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Lagrange single ORIGINAL normal squared norm ORIGINAL product0,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 回查原始資料、操作數、完整範圍與本步前提;有限見證、條件式定理引用與形式證明分開。

結論

([0, 6], [1, 21], 23, -103/442, [-103/442, 489/442], -103/221, [-103/221, -2163/221], 是, 是, squared_distance_with_one_regular_linear_constraint_solved_exactly)

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: 0f5cbf0fc77fc86f0b081515314b00b7ba7a798c7ce76a83704bd375f886133d
  • candidate record SHA-256: 2cdea60f5e5fd845fe562c0059c8e192715b1db15ec7435bc960639b7469a8d9
  • semantic review receipt SHA-256: 0a76d8e93c08bb16998a0483f3dfc0504f269fc3e1982e6cd868cab0a2856d54
  • question-first witness SHA-256: 09127b736c225714dfa0b7ceb0e6a6e66df27438b480cad8217d3c2f99ce9437
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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