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第 35897 題:正機率支持上的零變異數判定

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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

返回所在分頁 180

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R0070-35897 · q-20261004-advance-20261005-r07-variance-0097

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, -27), (1, -27), (2, -4), (3, 1020)},各結果依列序 [0, 1, 2, 3] 的非負機率權重為 [1/28, 23/28, 4/28, 0/28],權重總和恰為一。依此機率分布,Var(X) 是否為零?只能要求正權重結果上的值相同。

  • 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, -27), (1, -27), (2, -4), (3, 1020)},各結果依列序 [0, 1, 2, 3] 的非負機率權重為 [1/28, 23/28, 4/28, 0/28],權重總和恰為一。依此機率分布,Var(X) 是否為零?只能要求正權重結果上的值相同。

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 = [qf-variance-zero-support, [F, S, denominator, operation, values, weights]]

操作後

derived = [variance, zero_variance, null]

條件:無

只使用此bank真正明示的欄位、operation/domain與型別;BASE容許保留額外metadata,不把LDL SAFE/集合上限或其他bank的去重規則搬來。

步驟識別與依賴

規則:R70_SOURCE_bank_specific_interface · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Variance ORIGINAL nonnegative RAW weights sum := sum(1, 23, 4, 0)

操作後

Variance ORIGINAL nonnegative RAW weights sum = 28

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

source roles = [[0, 1, 2, 3], powerset(S), [-27, -27, -4, 1020], [1, 23, 4, 0], 28, null, null]

操作後

derived = [是]

條件:無

全raw值/權重即使零權重也先驗SAFE,S不重複且非空,F為完整powerset,權重非負和=q>0。值與權重沿原S槽位對齊,不獨立排序;c/k也先驗raw SAFE。

步驟識別與依賴

規則:Variance_WHOLE_normalized_model_ORIGINAL_slot_alignment · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Variance weight times transformed value i=0 := mul(1, -27)

操作後

Variance weight times transformed value i=0 = -27

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

source roles = [0, 0, -27, 1, null, null]

操作後

derived = [-27, 1/28]

條件:無

逐原槽做Y=X、X+c或kX,權重機率仍w/q;衍生值可超SAFE,不能重當raw輸入截斷。零權重槽仍保持來源但不貢獻。

步驟識別與依賴

規則:Variance_EACH_slot_transformation_preserves_probability · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Variance weight times transformed value i=1 := mul(23, -27)

操作後

Variance weight times transformed value i=1 = -621

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

source roles = [1, 1, -27, 23, null, null]

操作後

derived = [-27, 23/28]

條件:無

逐原槽做Y=X、X+c或kX,權重機率仍w/q;衍生值可超SAFE,不能重當raw輸入截斷。零權重槽仍保持來源但不貢獻。

步驟識別與依賴

規則:Variance_EACH_slot_transformation_preserves_probability · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

Variance weight times transformed value i=2 := mul(4, -4)

操作後

Variance weight times transformed value i=2 = -16

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

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

操作後

derived = [-4, 1/7]

條件:無

逐原槽做Y=X、X+c或kX,權重機率仍w/q;衍生值可超SAFE,不能重當raw輸入截斷。零權重槽仍保持來源但不貢獻。

步驟識別與依賴

規則:Variance_EACH_slot_transformation_preserves_probability · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Variance weight times transformed value i=3 := mul(0, 1020)

操作後

Variance weight times transformed value i=3 = 0

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

source roles = [3, 3, 1020, 0, null, null]

操作後

derived = [1020, 0]

條件:無

逐原槽做Y=X、X+c或kX,權重機率仍w/q;衍生值可超SAFE,不能重當raw輸入截斷。零權重槽仍保持來源但不貢獻。

步驟識別與依賴

規則:Variance_EACH_slot_transformation_preserves_probability · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Variance mean numerator sum wY := sum(-27, -621, -16, 0)

操作後

Variance mean numerator sum wY = -664

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Variance exact expectation M over q := div(-664, 28)

操作後

Variance exact expectation M over q = -166/7

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Variance i=0 Y times q := mul(-27, 28)

操作後

Variance i=0 Y times q = -756

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Variance i=0 centered integer numerator := sub(-756, -664)

操作後

Variance i=0 centered integer numerator = -92

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

Variance i=0 centered numerator squared := mul(-92, -92)

操作後

Variance i=0 centered numerator squared = 8464

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

Variance i=0 weight times squared numerator := mul(1, 8464)

操作後

Variance i=0 weight times squared numerator = 8464

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

Variance i=1 Y times q := mul(-27, 28)

操作後

Variance i=1 Y times q = -756

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

Variance i=1 centered integer numerator := sub(-756, -664)

操作後

Variance i=1 centered integer numerator = -92

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

Variance i=1 centered numerator squared := mul(-92, -92)

操作後

Variance i=1 centered numerator squared = 8464

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

Variance i=1 weight times squared numerator := mul(23, 8464)

操作後

Variance i=1 weight times squared numerator = 194672

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

Variance i=2 Y times q := mul(-4, 28)

操作後

Variance i=2 Y times q = -112

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

Variance i=2 centered integer numerator := sub(-112, -664)

操作後

Variance i=2 centered integer numerator = 552

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

Variance i=2 centered numerator squared := mul(552, 552)

操作後

Variance i=2 centered numerator squared = 304704

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

Variance i=2 weight times squared numerator := mul(4, 304704)

操作後

Variance i=2 weight times squared numerator = 1218816

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

Variance i=3 Y times q := mul(1020, 28)

操作後

Variance i=3 Y times q = 28560

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

Variance i=3 centered integer numerator := sub(28560, -664)

操作後

Variance i=3 centered integer numerator = 29224

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

Variance i=3 centered numerator squared := mul(29224, 29224)

操作後

Variance i=3 centered numerator squared = 854042176

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

Variance i=3 weight times squared numerator := mul(0, 854042176)

操作後

Variance i=3 weight times squared numerator = 0

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

Variance sum ALL weighted squared numerators := sum(8464, 194672, 1218816, 0)

操作後

Variance sum ALL weighted squared numerators = 1421952

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

Variance denominator q squared := mul(28, 28)

操作後

Variance denominator q squared = 784

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · calculation

操作前

Variance denominator q cubed binary second factor := mul(784, 28)

操作後

Variance denominator q cubed binary second factor = 21952

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

Variance probability population centered sum over q cubed := div(1421952, 21952)

操作後

Variance probability population centered sum over q cubed = 3174/49

條件:無

本步精確列出原操作數與運算;乘、減、除恰兩項。分數保持精確,衍生BigInt不重套raw SAFE,不用近似值湊答案。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · implies

操作前

source roles = [[-27, -27, -4, 1020], [1, 23, 4, 0], 28, -166/7, 1421952, 21952]

操作後

derived = [3174/49, [-27, -4], 否]

條件:無

E[Y]=M/q,Var=Σ(w/q)(Y−M/q)²=C/q³,每項非負;總和0恰每個正權重槽Y等於平均,也就是正權重support常值。零權重可異值,非n−1樣本變異數。

步驟識別與依賴

規則:Variance_CENTERED_definition_and_positive_support_zero_equivalence · 依賴:G001, S033

S035 · implies

操作前

source roles = [zero_variance, null, null]

操作後

derived = [3174/49]

條件:無

平移時平均也加c,中心差不變;縮放時平均乘k,中心差乘k故變異數乘k²(k負或0皆可)。此處已以實際Y全量重算,不用定律遮掉未驗c/k。

步驟識別與依賴

規則:Variance_SHIFT_SCALE_law_with_conditions · 依賴:G001, S034

逐步反向核對

  • S035 · 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。
  • S034 · 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。
  • S033 · 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。
  • S032 · 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。
  • S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Variance denominator q squared,不以小數近似替代。
  • S030 · 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。
  • S029 · 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。
  • S028 · 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。
  • S027 · 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。
  • S026 · 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。
  • S025 · 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。
  • S024 · 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。
  • S023 · 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。
  • S022 · 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。
  • S021 · 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。
  • S020 · 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。
  • S019 · 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。
  • S018 · 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。
  • S017 · 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。
  • S016 · 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。
  • S015 · 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。
  • S014 · 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。
  • S013 · 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。
  • S012 · 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。
  • S011 · 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。
  • S010 · 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。
  • 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=2,不以小數近似替代。
  • S007 · 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。
  • S006 · 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。
  • S005 · 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。
  • S004 · 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。
  • 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

否

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: 555e2fd42c97397cc7ed1e4af61f2161d004fac45544c7cc8ff070f4c75d6695
  • candidate record SHA-256: 8678be54d62b72bc129f877cea00139a7bb307541ba8807b1e3203eb091aab6f
  • semantic review receipt SHA-256: 9820ac6529139bd53d516c8bfdfdd41184b0cd52dad69fa433344010db37af80
  • question-first witness SHA-256: c9c939762bbd4d3ea3403084c8e95541dc2c7e56eb82fc74eaba8c80a4517dab
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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