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第 3014 題:無序不重複選取

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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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R0005-03014 · q-20260930-r06-combination-exact-count-0014

原題與已知條件

從 6 個彼此相異物件無放回且不重複選取 3 個,空選取計一種。忽略順序,求無序選取數 C(6,3)。

  • G001 — 從 6 個彼此相異物件無放回且不重複選取 3 個,空選取計一種。忽略順序,求無序選取數 C(6,3)。

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

n=6;k=3;distinct objects,without replacement

操作後

unordered k-subsets of an n-element set

條件:無

每個物件至多取一次,忽略先後順序;排列數不能直接當作本題答案。

步驟識別與依賴

規則:unordered_selection_model · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

choices at position1 := sub(6, 0)

操作後

choices at position1 = 6

條件:無

已選i個互異物件後,剩n−i個可選。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

ordered prefix count1 := mul(1, 6)

操作後

ordered prefix count1 = 6

條件:無

乘法原理累積有序選取數,每個位置仍不重複。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

choices at position2 := sub(6, 1)

操作後

choices at position2 = 5

條件:無

已選i個互異物件後,剩n−i個可選。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

ordered prefix count2 := mul(6, 5)

操作後

ordered prefix count2 = 30

條件:無

乘法原理累積有序選取數,每個位置仍不重複。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

choices at position3 := sub(6, 2)

操作後

choices at position3 = 4

條件:無

已選i個互異物件後,剩n−i個可選。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

ordered prefix count3 := mul(30, 4)

操作後

ordered prefix count3 = 120

條件:無

乘法原理累積有序選取數,每個位置仍不重複。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

factorial through2 := mul(1, 2)

操作後

factorial through2 = 2

條件:無

累乘求k!,即同一k元素集合的全部排列數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

factorial through3 := mul(2, 3)

操作後

factorial through3 = 6

條件:無

累乘求k!,即同一k元素集合的全部排列數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

ordered selections=120;orders per subset=6

操作後

C(6,3)=ordered selections/k!

條件:無

每個k子集合恰對應k!個排列,且不同子集合的排列互不重疊;因此除以相同的正整數k!。

步驟識別與依賴

規則:uniform_order_fibers · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

unordered subset count := div(120, 6)

操作後

unordered subset count = 20

條件:無

精確相除得到整數;k=0時兩個空乘積均為1,空選取恰有一種。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

C(6,3)=n!/(k!·(n−k)!)

操作後

C(6,3)=720/(6·6)=20

條件:無

把下降乘積改寫為n!/(n−k)!,再核對組合公式及所有邊界值。

步驟識別與依賴

規則:binomial_count_formula · 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 — 以精確有理數重算 unordered subset count,不以小數近似替代。
  • S010 · 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。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 factorial through3,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 factorial through2,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ordered prefix count3,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 choices at position3,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ordered prefix count2,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 choices at position2,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 ordered prefix count1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 choices at position1,不以小數近似替代。
  • 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

20

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: c21bbdf01f6f9ed43025d485df288d53e0a230e8767f63d0f9801b3bcf493a38
  • candidate record SHA-256: 3139ebd028def717865976bee5358006a226d8e998b9661cc8713098c786f510
  • semantic review receipt SHA-256: 5d74de11610ebc6037a4fc9946d77154d4ed18389f8f0feeb823148b6320c4c2
  • question-first witness SHA-256: 1fba4ab0f13c2cfcc4d9fdebe492c442d43dd45700394a443daa28f333355ed9
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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