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第 4171 題:給定均值的未知整數值

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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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R0007-04171 · q-20261008-advance-20261010-r05-expectation-0096

原題與已知條件

有限歸一化模型;S={0,…,2},F=𝒫(S),質量=[21, 2, 1]、D=24,權重為質量/D;X值=[-20, 22, null]。null是唯一未知槽,索引從0,k=2且該質量正;已知 E[X]=-197/12。求該槽整數值,仍寫成p/1。

  • G001 — 有限歸一化模型;S={0,…,2},F=𝒫(S),質量=[21, 2, 1]、D=24,權重為質量/D;X值=[-20, 22, null]。null是唯一未知槽,索引從0,k=2且該質量正;已知 E[X]=-197/12。求該槽整數值,仍寫成p/1。

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 · calculation

操作前

total mass numerator := sum(21, 2, 1)

操作後

total mass numerator = 24

條件:無

非負整數質量要加總成D,權重才恰歸一化。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

indexed masses=[21, 2, 1];D=24

操作後

probabilities=[7/8, 1/12, 1/24]

條件:無

樣本索引從0起,質量、X與Y值按相同索引對齊;零質量結果仍保留,負隨機變數值合法。

步驟識別與依賴

規則:indexed_normalized_expectation_model · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

known numerator0 := mul(21, -20)

操作後

known numerator0 = -420

條件:無

只加總已知槽的質量乘值,未知槽另留作變數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

known numerator1 := mul(2, 22)

操作後

known numerator1 = 44

條件:無

只加總已知槽的質量乘值,未知槽另留作變數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

known weighted numerator := sum(-420, 44)

操作後

known weighted numerator = -376

條件:無

將全部已知質量值項相加。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

target expectation numerator := mul(-197/12, 24)

操作後

target expectation numerator = -394

條件:無

把目標均值乘D,得到全部加權分子的目標。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

unknown weighted contribution := sub(-394, -376)

操作後

unknown weighted contribution = -18

條件:無

扣除已知項,剩m_k·未知值。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · calculation

操作前

recovered unknown value := div(-18, 1)

操作後

recovered unknown value = -18

條件:無

只有未知槽質量正才可唯一反解;此題切片要求值為整數。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

recovered weighted numerator := mul(1, -18)

操作後

recovered weighted numerator = -18

條件:無

用恢復值乘未知槽原質量,反核對齊及符號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

complete reconstructed numerator := sum(-376, -18)

操作後

complete reconstructed numerator = -394

條件:無

補回未知項得到完整分子。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

reconstructed expectation := div(-394, 24)

操作後

reconstructed expectation = -197/12

條件:無

除以D反代,必須等於明示均值。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

k=2;mass_k=1>0;target=-197/12

操作後

unique recovered value=-18;substitution mean=-197/12

條件:無

若質量0,均值不限制這個槽,不能沿用本反解;null是唯一未知標記,不是數值0。

步驟識別與依賴

規則:positive_mass_missing_value_uniqueness · 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 reconstructed expectation,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 complete reconstructed numerator,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 recovered weighted numerator,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 recovered unknown value,不以小數近似替代。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 unknown weighted contribution,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 target expectation numerator,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 known weighted numerator,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 known numerator1,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 known numerator0,不以小數近似替代。
  • S002 · 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。
  • S001 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 total mass numerator,不以小數近似替代。

結論

-18/1

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。

來源雜湊與覆核憑證
  • input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
  • original question SHA-256: bf5f4cad659c2b2729a830429e7dfce627a7f01d138f787be497649350fb74a0
  • candidate record SHA-256: 6de8502b3d289086e417a93b45776968c290b7185fd4231bf47147226c55883d
  • semantic review receipt SHA-256: faf0582c0184613e6fae207374056133eae600883a29c67d8438113bbe3c485a
  • question-first witness SHA-256: 4b283b6ff424b1d22caa36f3552b0fa21b1b66a0a883d7cbe9cedc8dd77b2e42
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
同源完整 JSON