# 完整映射的碰撞與ceil負載

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derivation-mko-pigeonhole-principle-01 · ocme-new142-reader-adoption-20261021



## 目標與範圍

從全部fibers證碰撞及廣義下界。

有限total map、非空codomain；不由抽樣推一般映射。





## 已知條件與符號


- work


- G1 — A={0,1,2,3,4}，B={a,b}，f的完整table為(a,b,a,b,a)。


- ℓ_b — box b的load
- m,k — domain與codomain大小





## 規則與來源


- mko_definition · cited — 對完整有限A、B與total f:A→B，|A|>|B|推出存在a1!=a2且f(a1)=f(a2)。|A|<=|B|不保證給定map單射；generalized版本的最大load至少ceil(|A|/|B|)須另行明示。 · mko-pigeonhole-principle
- work · prerequisite — finite total map的fibers形成partition；load總和等於domain大小；ceil(r)-1<r。





## 逐步主鏈

S01 · implies操作前

f=(a,b,a,b,a)

操作後

\forall x\in A:\ \exists!y\in B:\ f(x)=y

條件：無

規則：work · 依賴：G1, work

葉節點依據：work

五個domain元素各有唯一合法像，total資格完成。



S02 · implies操作前

|A|=5,\quad|B|=2

操作後

|A|>|B|

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S01, work

葉節點依據：work

有限大小嚴格不等。



S03 · implies操作前

f^{-1}(a)

操作後

\{0,2,4\},\quad\ell_a=3

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S02, work

葉節點依據：work

列a的完整fiber與load。



S04 · implies操作前

f^{-1}(b)

操作後

\{1,3\},\quad\ell_b=2

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S03, work

葉節點依據：work

另一fiber也列完，兩fiber互斥且coverA。



S05 · implies操作前

0\ne2,\quad f(0)=a=f(2)

操作後

f\text{ is not injective}

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S04, work

葉節點依據：work

給實際兩個不同domain元素的碰撞witness。



S06 · implies操作前

\lceil|A|/|B|\rceil=\lceil5/2\rceil

操作後

\max(\ell_a,\ell_b)=3\ge3

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S05, work

葉節點依據：work

廣義下界的ceil為3，本例達到。



S07 · implies操作前

\ell_b\le q-1\text{ for every box},\quad q=\lceil m/k\rceil

操作後

m=\sum_b\ell_b\le k(q-1)<m\quad(k\ge1)

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S06, work

葉節點依據：work

若所有load小於ceil，總數矛盾；因此至少一load達ceil。



S08 · implies操作前

A'=\{0,1\},\ B'=\{a,b\},\ g=(a,a)

操作後

|A'|\le|B'|\quad\text{but }g\text{ not injective}

條件：無

規則：work · 依賴：G1, S07, work

葉節點依據：work

完整反例否定大小條件的錯誤逆命題。







## 局部子步與引理

本稿無局部子步。





## 逐步反向審查


- S08 · premise_audit · G1, S07, work — 小domain不強迫任意map單射。
- S07 · premise_audit · G1, S06, work — ceil定義給q-1<m/k，乘正k保序。
- S06 · premise_audit · G1, S05, work — codomain非空才有此商。
- S05 · premise_audit · G1, S04, work — f(0)=f(0)不是合法不同元素witness。
- S04 · premise_audit · G1, S03, work — load總和3+2=5作完整性核對。
- S03 · premise_audit · G1, S02, work — 0、2、4為三個不同原像。
- S02 · premise_audit · G1, S01, work — 相等大小不由此定理保證碰撞。
- S01 · premise_audit · G1, work — 不能省略4的entry。





## 錯誤控制與反例

total性五個entry全列且值皆在B。

ceil5除2向上取整為3，不用截斷除法。


- f(0)=f(0)就是碰撞證書。 → reject — 原像必須不同。
- |A|≤|B|就強迫f單射。 → reject — g=(a,a)是完整反例。
- 最大load下界為floor(5/2)=2即可exact表示廣義定理。 → reject — 定理下界為ceil=3，兩者不可混用。





## 結論與限制

0與2碰撞，最大load3=ceil(5/2)；大小逆條件不保證單射。







## 驗證及來源綁定

2 個本稿宣告算術檢查；只支持所列算式。


- source commit: b1b2f1dcf8c50d67a93fe52d95f8eef7b3abba9f
- adopted source SHA-256: 48e01e622b425eb10256bc6b5df9a4828d74b8b553ae3c51ccf7fa2cb0e937d4
- original source SHA-256: f37dc77a23f2d409b8bd4520337371982021634ea482500e91e66470d7d0c189
- Lean: NOT_RUN · independent AI: SCOPED_LEAD_AND_BILINGUAL_CONTEXT_REVIEW

[同源完整 JSON（含公式、AST、反控制與修訂記錄）](https://ocme.evemisslab.com/data/derivations/coverage-20261021/guides/derivation-mko-pigeonhole-principle-01.json)




