# 第 4524 題：逐點的中心平方貢獻

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本頁是已完成第二對話 AI 數理與中英語義覆核的教學詳解，只支持本題明示的模型與前提。沒有人工審查或新 Lean 證明，也不提升原題或 MKO 的 Canonical 真值狀態。

R0008-04524 · q-20261008-advance-20261010-r06-variance-0024



## 原題與已知條件

有限歸一化模型；S={0,…,2}，F=𝒫(S)，質量=[24, 2, 1]、D=27，權重為質量/D；X值=[-23, 2, 24]。先取μ=E[X]，按索引0起列 w_i(X_i−μ)²，不省零項。


- G001 — 有限歸一化模型；S={0,…,2}，F=𝒫(S)，質量=[24, 2, 1]、D=27，權重為質量/D；X值=[-23, 2, 24]。先取μ=E[X]，按索引0起列 w_i(X_i−μ)²，不省零項。





## 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](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-variance/)





## 逐步推導

S001 · calculation操作前

total mass numerator := sum(24, 2, 1)

操作後

total mass numerator = 27

條件：無

所有非負質量必須和D相同，才給總機率1。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001





S002 · calculation操作前

probability weight0 := div(24, 27)

操作後

probability weight0 = 8/9

條件：無

按原索引將質量除以共同正分母D。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S001





S003 · calculation操作前

probability weight1 := div(2, 27)

操作後

probability weight1 = 2/27

條件：無

按原索引將質量除以共同正分母D。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S002





S004 · calculation操作前

probability weight2 := div(1, 27)

操作後

probability weight2 = 1/27

條件：無

按原索引將質量除以共同正分母D。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S003





S005 · implies操作前

values=[-23, 2, 24];weights=[8/9, 2/27, 1/27]

操作後

known finite probability law,not a sampled estimate

條件：無

這是完整歸一化機率模型，變異數用其機率權重；不是n−1樣本估計，零質量結果仍保留原索引。

步驟識別與依賴規則：probability_variance_scope · 依賴：G001, S004





S006 · calculation操作前

target variable weighted value0 := mul(8/9, -23)

操作後

target variable weighted value0 = -184/9

條件：無

同索引機率乘同索引值，負值及零權重均精確保留。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S005





S007 · calculation操作前

target variable weighted value1 := mul(2/27, 2)

操作後

target variable weighted value1 = 4/27

條件：無

同索引機率乘同索引值，負值及零權重均精確保留。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S006





S008 · calculation操作前

target variable weighted value2 := mul(1/27, 24)

操作後

target variable weighted value2 = 8/9

條件：無

同索引機率乘同索引值，負值及零權重均精確保留。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S007





S009 · calculation操作前

target variable mean := sum(-184/9, 4/27, 8/9)

操作後

target variable mean = -524/27

條件：無

全部加權項相加求精確均值。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S008





S010 · calculation操作前

centered difference0 := sub(-23, -524/27)

操作後

centered difference0 = -97/27

條件：無

先減去此變數自己的精確均值。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S009





S011 · calculation操作前

centered square0 := square(-97/27)

操作後

centered square0 = 9409/729

條件：無

平方偏差必非負，不把負偏差直接當作變異項。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S010





S012 · calculation操作前

centered contribution0 := mul(8/9, 9409/729)

操作後

centered contribution0 = 75272/6561

條件：無

乘同索引機率；零權重即使有大偏差仍貢獻0。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S011





S013 · calculation操作前

centered difference1 := sub(2, -524/27)

操作後

centered difference1 = 578/27

條件：無

先減去此變數自己的精確均值。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S012





S014 · calculation操作前

centered square1 := square(578/27)

操作後

centered square1 = 334084/729

條件：無

平方偏差必非負，不把負偏差直接當作變異項。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S013





S015 · calculation操作前

centered contribution1 := mul(2/27, 334084/729)

操作後

centered contribution1 = 668168/19683

條件：無

乘同索引機率；零權重即使有大偏差仍貢獻0。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S014





S016 · calculation操作前

centered difference2 := sub(24, -524/27)

操作後

centered difference2 = 1172/27

條件：無

先減去此變數自己的精確均值。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S015





S017 · calculation操作前

centered square2 := square(1172/27)

操作後

centered square2 = 1373584/729

條件：無

平方偏差必非負，不把負偏差直接當作變異項。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S016





S018 · calculation操作前

centered contribution2 := mul(1/27, 1373584/729)

操作後

centered contribution2 = 1373584/19683

條件：無

乘同索引機率；零權重即使有大偏差仍貢獻0。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S017





S019 · implies操作前

[75272/6561, 668168/19683, 1373584/19683]

操作後

all indexed centered-square contributions retained

條件：無

每個基本結果都列出一項且不省零項；這些是完整機率量，不是樣本估計。

步驟識別與依賴規則：complete_centered_variance_terms · 依賴：G001, S018









## 逐步反向核對


- S019 · 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。
- S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered contribution2，不以小數近似替代。
- S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered square2，不以小數近似替代。
- S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered difference2，不以小數近似替代。
- S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered contribution1，不以小數近似替代。
- S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered square1，不以小數近似替代。
- S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered difference1，不以小數近似替代。
- S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered contribution0，不以小數近似替代。
- S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered square0，不以小數近似替代。
- S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 centered difference0，不以小數近似替代。
- S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 target variable mean，不以小數近似替代。
- S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 target variable weighted value2，不以小數近似替代。
- S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 target variable weighted value1，不以小數近似替代。
- S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 target variable weighted value0，不以小數近似替代。
- S005 · 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。
- S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 probability weight2，不以小數近似替代。
- S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 probability weight1，不以小數近似替代。
- S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 probability weight0，不以小數近似替代。
- 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

[75272/6561, 668168/19683, 1373584/19683]

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: 4c615674caca13f2e9f1c56c88cfd2859cb076ddc8dc00dfe5761d7d47e29f2f
- candidate record SHA-256: 0f0190461ad9ef0d3099de367afcc5f7d8c831107bb21dd3a3c91e8a891b03ab
- semantic review receipt SHA-256: b6e05a3e8193a93db505dbf337528fca72e2e41528b1e92b698a3f0683d74289
- question-first witness SHA-256: caa8693baf0b91acd09a20215d1aa6954ae513fc0b0814f26ac1c8c834b60d67
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261008-advance-20261010-r06-variance-0024.json)




