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第 11332 題:有限狀態Markov鏈

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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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R0021-11332 · q-20261013-advance-20261024-r03-finite-markov-chain-0032

原題與已知條件

rows=current state且columns=next state。操作=markov-one-step-law;資料={"initial":[[7,8],[1,8]],"transition":[[[7,9],[2,9]],[[4,5],[1,5]]]}。請依 [initial,transition,next_law] 欄序回答。

  • G001 — rows=current state且columns=next state。操作=markov-one-step-law;資料={"initial":[[7,8],[1,8]],"transition":[[[7,9],[2,9]],[[4,5],[1,5]]]}。請依 [initial,transition,next_law] 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

transition row0:raw rational pairs=[[7, 9], [2, 9]]

操作後

transition row0:normalized=[7/9, 2/9]

條件:無

每個原分母須非零;分數約分並令分母正,不以小數近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_weight_normalization · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

transition row0 total := sum(7/9, 2/9)

操作後

transition row0 total = 1

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

transition row0:weights=[7/9, 2/9];sum=1

操作後

nonnegative=是;total_one=是;qualified=是

條件:無

非負與總和恰為1分開核;零權重合法,負數或接近1不自動修補。

步驟識別與依賴

規則:separate_weight_guards · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

transition row1:raw rational pairs=[[4, 5], [1, 5]]

操作後

transition row1:normalized=[4/5, 1/5]

條件:無

每個原分母須非零;分數約分並令分母正,不以小數近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_weight_normalization · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

transition row1 total := sum(4/5, 1/5)

操作後

transition row1 total = 1

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

transition row1:weights=[4/5, 1/5];sum=1

操作後

nonnegative=是;total_one=是;qualified=是

條件:無

非負與總和恰為1分開核;零權重合法,負數或接近1不自動修補。

步驟識別與依賴

規則:separate_weight_guards · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

complete transition matrix=[[7/9, 2/9], [4/5, 1/5]];row sums=[1, 1]

操作後

nonnegative=是;row_stochastic=是;rows=current state, columns=next state

條件:無

完整轉移表逐列非負且和1才合格;不以行和代替列和。固定時間齊次Markov模型,不推出平穩、遍歷或長期收斂。

步驟識別與依賴

規則:whole_row_stochastic_kernel_convention · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

initial law:raw rational pairs=[[7, 8], [1, 8]]

操作後

initial law:normalized=[7/8, 1/8]

條件:無

每個原分母須非零;分數約分並令分母正,不以小數近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_weight_normalization · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

initial law total := sum(7/8, 1/8)

操作後

initial law total = 1

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

initial law:weights=[7/8, 1/8];sum=1

操作後

nonnegative=是;total_one=是;qualified=是

條件:無

非負與總和恰為1分開核;零權重合法,負數或接近1不自動修補。

步驟識別與依賴

規則:separate_weight_guards · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

initial row law=[7/8, 1/8];transition=[[7/9, 2/9], [4/5, 1/5]]

操作後

next[j]=sum_i initial[i]*P[i][j] over every current state

條件:無

依當前狀態分割事件,用全機率加總;初始列向量右乘P,不能轉置或默認均勻分布。

步驟識別與依賴

規則:markov_total_probability_current_to_next · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

next state0 current0 term := mul(7/8, 7/9)

操作後

next state0 current0 term = 49/72

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

next state0 current1 term := mul(1/8, 4/5)

操作後

next state0 current1 term = 1/10

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

next state0 total := sum(49/72, 1/10)

操作後

next state0 total = 281/360

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

next state1 current0 term := mul(7/8, 2/9)

操作後

next state1 current0 term = 7/36

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

next state1 current1 term := mul(1/8, 1/5)

操作後

next state1 current1 term = 1/40

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

next state1 total := sum(7/36, 1/40)

操作後

next state1 total = 79/360

條件:無

按本步已指定的角色逐項精確運算;保留符號、分母與原始配對。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

逐步反向核對

  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state1 total,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state1 current1 term,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state1 current0 term,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state0 total,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state0 current1 term,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 next state0 current0 term,不以小數近似替代。
  • S011 · 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。
  • 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 — 以精確有理數重算 initial law total,不以小數近似替代。
  • 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 — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S006 · 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。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 transition row1 total,不以小數近似替代。
  • S004 · 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。
  • S003 · 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。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 transition row0 total,不以小數近似替代。
  • 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

([7/8, 1/8], [[7/9, 2/9], [4/5, 1/5]], [281/360, 79/360])

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: 1659490eae5a9b24c341da5382518a1cc96cda2aa78e6880c5af6d89a905de0d
  • candidate record SHA-256: f0f9b2dd96cde430b4c5e5c9d41631b17e718f0d4d76deda00c470b91be7c50f
  • semantic review receipt SHA-256: 47d23d3735987d68e27733b051bdfa80a3616d44fb223b82bf2e6c8e46d49258
  • question-first witness SHA-256: a857db558000724020d2d5e815cb6bc3e2c9e2933df295bf33eb478d3c695139
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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