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第 30891 題:含排固定物件的分割

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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 155

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R0060-30891 · q-20261011-advance-20261015-r06-permutation-combination-0066

原題與已知條件

相異標記物件無放回,有序與無序分開。n=16≥1、k=3、model=distinct_without_replacement,指定已存在標記0。求 (全組合數, 含0組合數, 排0組合數, 兩部分和減全數)。

  • G001 — 相異標記物件無放回,有序與無序分開。n=16≥1、k=3、model=distinct_without_replacement,指定已存在標記0。求 (全組合數, 含0組合數, 排0組合數, 兩部分和減全數)。

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。

逐步推導

S001 · implies

操作前

source roles = [qf-density15-selection-one-distinguished-counts, density15_selection_one_distinguished_counts, finite_distinct_selection_protocol]

操作後

derived = [[total, included_label0, excluded_label0, partition_defect]]

條件:無

density14/15用full-prefix underscores,density17用local hyphens。coordinate frame與circle frame不同,輸出欄序/型別依本family,不改原中英/JSON/status。

步驟識別與依賴

規則:R60_EXACT_perbank_operation_domain_FRAME_and_output_roles · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor0 := mul(1, 16)

操作後

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor0 = 16

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor1 := mul(16, 15)

操作後

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor1 = 240

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor2 := mul(240, 14)

操作後

Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor2 = 3360

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

source roles = [Selection all subsets ordered, 16, 3]

操作後

derived = [[16, 15, 14], 3360]

條件:無

第j位置有n-j個未用相異標記物件,完整乘k個choices;k0只有一個空ordered tuple。這不是可重複或環形/不可區分模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_ORDERED_distinct_without_replacement_available_choices · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor2 := mul(1, 2)

操作後

Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor2 = 2

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor3 := mul(2, 3)

操作後

Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor3 = 6

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

source roles = [Selection all subsets within-subset, 3]

操作後

derived = [6]

條件:無

完整乘2..n,n0或1是空積1;精確BigInt不作浮點、也不把衍生count截SAFE。

步驟識別與依賴

規則:Selection_factorial_COMPLETE_integer_product_EMPTY0factorial1 · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Selection all subsets ORIGINAL exact ordered over k factorial := div(3360, 6)

操作後

Selection all subsets ORIGINAL exact ordered over k factorial = 560

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Selection all subsets reverse unordered times k factorial := mul(560, 6)

操作後

Selection all subsets reverse unordered times k factorial = 3360

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

source roles = [Selection all subsets, 16, 3, 3360, 6]

操作後

derived = [560, 3360]

條件:無

每個k-subset有恰k!個orderings,所以P/k!整除為C;反乘回P驗證。空subset與空ordering各一種,不自行改成概率模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_UNORDERED_each_subset_has_kfactorial_orderings · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0 := mul(1, 15)

操作後

Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0 = 15

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1 := mul(15, 14)

操作後

Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1 = 210

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets INCLUDING label0 ordered, 15, 2]

操作後

derived = [[15, 14], 210]

條件:無

第j位置有n-j個未用相異標記物件,完整乘k個choices;k0只有一個空ordered tuple。這不是可重複或環形/不可區分模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_ORDERED_distinct_without_replacement_available_choices · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Selection subsets INCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2 := mul(1, 2)

操作後

Selection subsets INCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2 = 2

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets INCLUDING label0 within-subset, 2]

操作後

derived = [2]

條件:無

完整乘2..n,n0或1是空積1;精確BigInt不作浮點、也不把衍生count截SAFE。

步驟識別與依賴

規則:Selection_factorial_COMPLETE_integer_product_EMPTY0factorial1 · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

Selection subsets INCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial := div(210, 2)

操作後

Selection subsets INCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial = 105

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

Selection subsets INCLUDING label0 reverse unordered times k factorial := mul(105, 2)

操作後

Selection subsets INCLUDING label0 reverse unordered times k factorial = 210

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets INCLUDING label0, 15, 2, 210, 2]

操作後

derived = [105, 210]

條件:無

每個k-subset有恰k!個orderings,所以P/k!整除為C;反乘回P驗證。空subset與空ordering各一種,不自行改成概率模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_UNORDERED_each_subset_has_kfactorial_orderings · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0 := mul(1, 15)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0 = 15

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1 := mul(15, 14)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1 = 210

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor2 := mul(210, 13)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor2 = 2730

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets EXCLUDING label0 ordered, 15, 3]

操作後

derived = [[15, 14, 13], 2730]

條件:無

第j位置有n-j個未用相異標記物件,完整乘k個choices;k0只有一個空ordered tuple。這不是可重複或環形/不可區分模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_ORDERED_distinct_without_replacement_available_choices · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2 := mul(1, 2)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2 = 2

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor3 := mul(2, 3)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor3 = 6

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset, 3]

操作後

derived = [6]

條件:無

完整乘2..n,n0或1是空積1;精確BigInt不作浮點、也不把衍生count截SAFE。

步驟識別與依賴

規則:Selection_factorial_COMPLETE_integer_product_EMPTY0factorial1 · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial := div(2730, 6)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial = 455

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

Selection subsets EXCLUDING label0 reverse unordered times k factorial := mul(455, 6)

操作後

Selection subsets EXCLUDING label0 reverse unordered times k factorial = 2730

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · implies

操作前

source roles = [Selection subsets EXCLUDING label0, 15, 3, 2730, 6]

操作後

derived = [455, 2730]

條件:無

每個k-subset有恰k!個orderings,所以P/k!整除為C;反乘回P驗證。空subset與空ordering各一種,不自行改成概率模型。

步驟識別與依賴

規則:Selection_UNORDERED_each_subset_has_kfactorial_orderings · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

Selection ORIGINAL included plus excluded := sum(105, 455)

操作後

Selection ORIGINAL included plus excluded = 560

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · calculation

操作前

Selection ORIGINAL partition sum minus whole := sub(560, 560)

操作後

Selection ORIGINAL partition sum minus whole = 0

條件:無

保原操作數做精確整數/有理計算;只有raw輸入驗SAFE或本family明定小界,衍生值不重套界、不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

source roles = [16, 3]

操作後

derived = [560, 105, 455, 0]

條件:無

n>=1才有既定label0;包含它先移去0後選k-1,不含它只從其他n-1選k。兩類互斥且全覆蓋,k0包含0類count0、k=n排除類count0都合法。

步驟識別與依賴

規則:Selection_FIXED_EXISTING_label0_disjoint_complete_subset_partition · 依賴:G001, S031

逐步反向核對

  • S032 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S031 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection ORIGINAL partition sum minus whole,不以小數近似替代。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection ORIGINAL included plus excluded,不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 reverse unordered times k factorial,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial,不以小數近似替代。
  • S026 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor3,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor2,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1,不以小數近似替代。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets EXCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets INCLUDING label0 reverse unordered times k factorial,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets INCLUDING label0 ORIGINAL exact ordered over k factorial,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets INCLUDING label0 within-subset ORIGINAL factorial factor2,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor1,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection subsets INCLUDING label0 ordered ORIGINAL available-choice factor0,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets reverse unordered times k factorial,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets ORIGINAL exact ordered over k factorial,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor3,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets within-subset ORIGINAL factorial factor2,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor2,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor1,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Selection all subsets ordered ORIGINAL available-choice factor0,不以小數近似替代。
  • S001 · premise_and_result_audit — 用原始資料、型別、索引與本步前提反向代回;一致性審查不等於可由結論唯一還原輸入。有限候選、獨立審查、形式證明與發布分開。

結論

(560, 105, 455, 0)

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: 78ef54a73296052f3c7382e6713f6aa8cc7b59ade6e508b29c836a9973748852
  • candidate record SHA-256: a4bd497a9dfe80de8b9fd287508a495dbfde4ae9c4b06e23710a7321f3fcecb1
  • semantic review receipt SHA-256: d6b5a409bf933281a46617cd715d8016fd5ca3d6fb76f77d179ac2ecd9d608bf
  • question-first witness SHA-256: f80ecf598c6893a580af018e1a82849b33ee6887efb48a6a1d69569aa17f12e4
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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