第 35803 題：縮放後的機率變異數

原題與已知條件

非空有限 S={0, 1, 2, 3}、事件族 F=𝒫(S)，總函數 X:S→R 的值表為 {(0, -8), (1, -8), (2, -4), (3, 1001)}，各結果依列序 [0, 1, 2, 3] 的非負機率權重為 [1/10, 4/10, 5/10, 0/10]，權重總和恰為一。令 Z=3X，求精確 Var(Z)=E[(Z−E[Z])²]；不是 n−1 分母的樣本變異數。

• G001 — 非空有限 S={0, 1, 2, 3}、事件族 F=𝒫(S)，總函數 X:S→R 的值表為 {(0, -8), (1, -8), (2, -4), (3, 1001)}，各結果依列序 [0, 1, 2, 3] 的非負機率權重為 [1/10, 4/10, 5/10, 0/10]，權重總和恰為一。令 Z=3X，求精確 Var(Z)=E[(Z−E[Z])²]；不是 n−1 分母的樣本變異數。

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。

• mko-variance

逐步推導

source roles = [qf-variance-scale, [F, S, denominator, k, operation, values, weights]]

derived = [variance, scale_variance, null]

Variance ORIGINAL nonnegative RAW weights sum := sum(1, 4, 5, 0)

Variance ORIGINAL nonnegative RAW weights sum = 10

source roles = [[0, 1, 2, 3], powerset(S), [-8, -8, -4, 1001], [1, 4, 5, 0], 10, 3, null]

derived = [是]

Variance transformed ORIGINAL value i=0 := mul(3, -8)

Variance transformed ORIGINAL value i=0 = -24

Variance weight times transformed value i=0 := mul(1, -24)

Variance weight times transformed value i=0 = -24

source roles = [0, 0, -8, 1, 3, null]

derived = [-24, 1/10]

Variance transformed ORIGINAL value i=1 := mul(3, -8)

Variance transformed ORIGINAL value i=1 = -24

Variance weight times transformed value i=1 := mul(4, -24)

Variance weight times transformed value i=1 = -96

source roles = [1, 1, -8, 4, 3, null]

derived = [-24, 2/5]

Variance transformed ORIGINAL value i=2 := mul(3, -4)

Variance transformed ORIGINAL value i=2 = -12

Variance weight times transformed value i=2 := mul(5, -12)

Variance weight times transformed value i=2 = -60

source roles = [2, 2, -4, 5, 3, null]

derived = [-12, 1/2]

Variance transformed ORIGINAL value i=3 := mul(3, 1001)

Variance transformed ORIGINAL value i=3 = 3003

Variance weight times transformed value i=3 := mul(0, 3003)

Variance weight times transformed value i=3 = 0

source roles = [3, 3, 1001, 0, 3, null]

derived = [3003, 0]

Variance mean numerator sum wY := sum(-24, -96, -60, 0)

Variance mean numerator sum wY = -180

Variance exact expectation M over q := div(-180, 10)

Variance exact expectation M over q = -18

Variance i=0 Y times q := mul(-24, 10)

Variance i=0 Y times q = -240

Variance i=0 centered integer numerator := sub(-240, -180)

Variance i=0 centered integer numerator = -60

Variance i=0 centered numerator squared := mul(-60, -60)

Variance i=0 centered numerator squared = 3600

Variance i=0 weight times squared numerator := mul(1, 3600)

Variance i=0 weight times squared numerator = 3600

Variance i=1 Y times q := mul(-24, 10)

Variance i=1 Y times q = -240

Variance i=1 centered integer numerator := sub(-240, -180)

Variance i=1 centered integer numerator = -60

Variance i=1 centered numerator squared := mul(-60, -60)

Variance i=1 centered numerator squared = 3600

Variance i=1 weight times squared numerator := mul(4, 3600)

Variance i=1 weight times squared numerator = 14400

Variance i=2 Y times q := mul(-12, 10)

Variance i=2 Y times q = -120

Variance i=2 centered integer numerator := sub(-120, -180)

Variance i=2 centered integer numerator = 60

Variance i=2 centered numerator squared := mul(60, 60)

Variance i=2 centered numerator squared = 3600

Variance i=2 weight times squared numerator := mul(5, 3600)

Variance i=2 weight times squared numerator = 18000

Variance i=3 Y times q := mul(3003, 10)

Variance i=3 Y times q = 30030

Variance i=3 centered integer numerator := sub(30030, -180)

Variance i=3 centered integer numerator = 30210

Variance i=3 centered numerator squared := mul(30210, 30210)

Variance i=3 centered numerator squared = 912644100

Variance i=3 weight times squared numerator := mul(0, 912644100)

Variance i=3 weight times squared numerator = 0

Variance sum ALL weighted squared numerators := sum(3600, 14400, 18000, 0)

Variance sum ALL weighted squared numerators = 36000

Variance denominator q squared := mul(10, 10)

Variance denominator q squared = 100

Variance denominator q cubed binary second factor := mul(100, 10)

Variance denominator q cubed binary second factor = 1000

Variance probability population centered sum over q cubed := div(36000, 1000)

Variance probability population centered sum over q cubed = 36

source roles = [[-24, -24, -12, 3003], [1, 4, 5, 0], 10, -18, 36000, 1000]

derived = [36, [-24, -12], 否]

source roles = [scale_variance, 3, null]

derived = [36]

逐步反向核對

• S039 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S038 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S037 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance probability population centered sum over q cubed，不以小數近似替代。
• S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance denominator q cubed binary second factor，不以小數近似替代。
• S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance denominator q squared，不以小數近似替代。
• S034 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance sum ALL weighted squared numerators，不以小數近似替代。
• S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=3 weight times squared numerator，不以小數近似替代。
• S032 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=3 centered numerator squared，不以小數近似替代。
• S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=3 centered integer numerator，不以小數近似替代。
• S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=3 Y times q，不以小數近似替代。
• S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=2 weight times squared numerator，不以小數近似替代。
• S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=2 centered numerator squared，不以小數近似替代。
• S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=2 centered integer numerator，不以小數近似替代。
• S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=2 Y times q，不以小數近似替代。
• S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=1 weight times squared numerator，不以小數近似替代。
• S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=1 centered numerator squared，不以小數近似替代。
• S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=1 centered integer numerator，不以小數近似替代。
• S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=1 Y times q，不以小數近似替代。
• S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=0 weight times squared numerator，不以小數近似替代。
• S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=0 centered numerator squared，不以小數近似替代。
• S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=0 centered integer numerator，不以小數近似替代。
• S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance i=0 Y times q，不以小數近似替代。
• S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance exact expectation M over q，不以小數近似替代。
• S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance mean numerator sum wY，不以小數近似替代。
• S015 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance weight times transformed value i=3，不以小數近似替代。
• S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance transformed ORIGINAL value i=3，不以小數近似替代。
• S012 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance weight times transformed value i=2，不以小數近似替代。
• S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance transformed ORIGINAL value i=2，不以小數近似替代。
• S009 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance weight times transformed value i=1，不以小數近似替代。
• S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance transformed ORIGINAL value i=1，不以小數近似替代。
• S006 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance weight times transformed value i=0，不以小數近似替代。
• S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance transformed ORIGINAL value i=0，不以小數近似替代。
• S003 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。
• S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance ORIGINAL nonnegative RAW weights sum，不以小數近似替代。
• S001 · premise_and_result_audit — 反查本題原始操作數、角色與必要條件；重建下一步，不把單向推論倒當等價。數值/有限表核對不是任意命題的形式證明。原題、中英來源、MKO、AST、狀態與歷史均保留。

結論

36/1

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。