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第 2575 題:有限軌道與週期

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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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R0004-02575 · q-20261013-advance-20261021-r03-orbit-fixed-periodic-0100

原題與已知條件

完整有限狀態自映射。操作=orbit-periodic-inventory;資料={"modulus":5,"a":0,"b":16,"period_bound":1}。請依 [modulus,a,b,period_bound,point_period_rows,selected_points] 欄序回答。

  • G001 — 完整有限狀態自映射。操作=orbit-periodic-inventory;資料={"modulus":5,"a":0,"b":16,"period_bound":1}。請依 [modulus,a,b,period_bound,point_period_rows,selected_points] 欄序回答。

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

n=5; a=0; b=16

操作後

S={0,...,4}; T(z)=(a·z+b) mod n

條件:無

餘數取0到n−1,故每個狀態都有唯一後繼且仍在同一有限集合;負數輸入也不取負餘數。

步驟識別與依賴

規則:finite_self_map · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

start=0

操作後

record each state before its first successor calculation

條件:無

從指定點本身開始,不把第一次更新值誤記為初始狀態。

步驟識別與依賴

規則:orbit_initial_state · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

point0 step1 product := mul(0, 0)

操作後

point0 step1 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

point0 step1 affine value := sum(0, 16)

操作後

point0 step1 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

point0 step2 product := mul(0, 1)

操作後

point0 step2 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

point0 step2 affine value := sum(0, 16)

操作後

point0 step2 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S007

S009 · implies

操作前

distinct trace=[0, 1]; first repeated state=1

操作後

cycle_start=1; starting-point least period=null

條件:無

首個重複值定位循環入口。若入口是初始點,重複前各點互異,故首次回返長度就是最小正週期;若入口較晚,初始點不在循環,永不回返。

步驟識別與依賴

規則:finite_orbit_certificate · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

start=1

操作後

record each state before its first successor calculation

條件:無

從指定點本身開始,不把第一次更新值誤記為初始狀態。

步驟識別與依賴

規則:orbit_initial_state · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

point1 step1 product := mul(0, 1)

操作後

point1 step1 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

point1 step1 affine value := sum(0, 16)

操作後

point1 step1 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S012

S014 · implies

操作前

distinct trace=[1]; first repeated state=1

操作後

cycle_start=0; starting-point least period=1

條件:無

首個重複值定位循環入口。若入口是初始點,重複前各點互異,故首次回返長度就是最小正週期;若入口較晚,初始點不在循環,永不回返。

步驟識別與依賴

規則:finite_orbit_certificate · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

start=2

操作後

record each state before its first successor calculation

條件:無

從指定點本身開始,不把第一次更新值誤記為初始狀態。

步驟識別與依賴

規則:orbit_initial_state · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

point2 step1 product := mul(0, 2)

操作後

point2 step1 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

point2 step1 affine value := sum(0, 16)

操作後

point2 step1 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

point2 step2 product := mul(0, 1)

操作後

point2 step2 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · calculation

操作前

point2 step2 affine value := sum(0, 16)

操作後

point2 step2 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S019

S021 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S020

S022 · implies

操作前

distinct trace=[2, 1]; first repeated state=1

操作後

cycle_start=1; starting-point least period=null

條件:無

首個重複值定位循環入口。若入口是初始點,重複前各點互異,故首次回返長度就是最小正週期;若入口較晚,初始點不在循環,永不回返。

步驟識別與依賴

規則:finite_orbit_certificate · 依賴:G001, S021

S023 · implies

操作前

start=3

操作後

record each state before its first successor calculation

條件:無

從指定點本身開始,不把第一次更新值誤記為初始狀態。

步驟識別與依賴

規則:orbit_initial_state · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

point3 step1 product := mul(0, 3)

操作後

point3 step1 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

point3 step1 affine value := sum(0, 16)

操作後

point3 step1 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S025

S027 · calculation

操作前

point3 step2 product := mul(0, 1)

操作後

point3 step2 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S026

S028 · calculation

操作前

point3 step2 affine value := sum(0, 16)

操作後

point3 step2 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S027

S029 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S028

S030 · implies

操作前

distinct trace=[3, 1]; first repeated state=1

操作後

cycle_start=1; starting-point least period=null

條件:無

首個重複值定位循環入口。若入口是初始點,重複前各點互異,故首次回返長度就是最小正週期;若入口較晚,初始點不在循環,永不回返。

步驟識別與依賴

規則:finite_orbit_certificate · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

start=4

操作後

record each state before its first successor calculation

條件:無

從指定點本身開始,不把第一次更新值誤記為初始狀態。

步驟識別與依賴

規則:orbit_initial_state · 依賴:G001, S030

S032 · calculation

操作前

point4 step1 product := mul(0, 4)

操作後

point4 step1 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

point4 step1 affine value := sum(0, 16)

操作後

point4 step1 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S033

S035 · calculation

操作前

point4 step2 product := mul(0, 1)

操作後

point4 step2 product = 0

條件:無

先將目前狀態乘以原始係數a,保留其正負號。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S034

S036 · calculation

操作前

point4 step2 affine value := sum(0, 16)

操作後

point4 step2 affine value = 16

條件:無

再加上原始常數b,尚未把此整數當成狀態。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S035

S037 · implies

操作前

Euclidean division of 16 by 5

操作後

16=3·5+1

條件:無

用整除商與非負餘數驗算轉移;n>0且0≤餘數<n,故餘數唯一。

步驟識別與依賴

規則:orbit_successor · 依賴:G001, S036

S038 · implies

操作前

distinct trace=[4, 1]; first repeated state=1

操作後

cycle_start=1; starting-point least period=null

條件:無

首個重複值定位循環入口。若入口是初始點,重複前各點互異,故首次回返長度就是最小正週期;若入口較晚,初始點不在循環,永不回返。

步驟識別與依賴

規則:finite_orbit_certificate · 依賴:G001, S037

S039 · implies

操作前

[[0, 非週期點], [1, 1], [2, 非週期點], [3, 非週期點], [4, 非週期點]]

操作後

least positive period≤1: [1]

條件:無

逐一涵蓋所有n個狀態,只選真正週期點且最小週期不超過界限者;不選最終進入循環的前置點。

步驟識別與依賴

規則:least_period_bound_filter · 依賴:G001, S038

逐步反向核對

  • S039 · 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。
  • S038 · premise_and_result_audit — 依固定自映射重播循環;只對這個完整有限模型推出回返或不回返,不延伸到未給定的系統。
  • S037 · 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。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point4 step2 affine value,不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point4 step2 product,不以小數近似替代。
  • S034 · 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。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point4 step1 affine value,不以小數近似替代。
  • S032 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point4 step1 product,不以小數近似替代。
  • S031 · 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。
  • S030 · premise_and_result_audit — 依固定自映射重播循環;只對這個完整有限模型推出回返或不回返,不延伸到未給定的系統。
  • S029 · 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。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point3 step2 affine value,不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point3 step2 product,不以小數近似替代。
  • S026 · 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。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point3 step1 affine value,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point3 step1 product,不以小數近似替代。
  • S023 · 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。
  • S022 · premise_and_result_audit — 依固定自映射重播循環;只對這個完整有限模型推出回返或不回返,不延伸到未給定的系統。
  • S021 · 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。
  • S020 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point2 step2 affine value,不以小數近似替代。
  • S019 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point2 step2 product,不以小數近似替代。
  • S018 · 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。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point2 step1 affine value,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point2 step1 product,不以小數近似替代。
  • S015 · 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。
  • S014 · premise_and_result_audit — 依固定自映射重播循環;只對這個完整有限模型推出回返或不回返,不延伸到未給定的系統。
  • S013 · 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。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point1 step1 affine value,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point1 step1 product,不以小數近似替代。
  • S010 · 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。
  • S009 · premise_and_result_audit — 依固定自映射重播循環;只對這個完整有限模型推出回返或不回返,不延伸到未給定的系統。
  • S008 · 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。
  • S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point0 step2 affine value,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point0 step2 product,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 point0 step1 affine value,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 point0 step1 product,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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。

結論

(5, 0, 16, 1, [[0, 非週期點], [1, 1], [2, 非週期點], [3, 非週期點], [4, 非週期點]], [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: c9bc96164be68908d5454330fa9d053cb7c4d92df8dd1f6ae01f133f0e269889
  • candidate record SHA-256: f93d8fad7ee8a2720472a38c7707599f0d1bdd984cc32f851d1e75e584164a1a
  • semantic review receipt SHA-256: 312ae86315346b8955842a547cb2d09246e1f826755f72c2a51f042e5c7d5c56
  • question-first witness SHA-256: 831f449ed41ff9144a290e534aa32adf7252d15b81c16ed5886a7dfd65dee70c
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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