# 第 13939 題：有界線性算子

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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。

R0026-13939 · q-20261014-advance-20261028-r05-bounded-linear-operator-0089



## 原題與已知條件

來源與目標norm明示且使用單一統一常數。操作=operator-bounded-certificate；資料={"matrix":[[1,3,1],[1,-1,-6]],"norm_name":"linfinity","C":9}。請依 [norm_name,exact_operator_norm,C,uniform_bound,optimal,boundary] 欄序回答。


- G001 — 來源與目標norm明示且使用單一統一常數。操作=operator-bounded-certificate；資料={"matrix":[[1,3,1],[1,-1,-6]],"norm_name":"linfinity","C":9}。請依 [norm_name,exact_operator_norm,C,uniform_bound,optimal,boundary] 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。


- [mko-bounded-linear-operator](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-bounded-linear-operator/)





## 逐步推導

S001 · implies操作前

original row index=0;ordered entries=[1, 3, 1]

操作後

absolute entries=[1, 3, 1]

條件：無

l1沿每欄往下加，linfinity沿每列橫加；保留原軸次序，不因長方形而混交換行列。

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





S002 · calculation操作前

operator row0 absolute sum := sum(1, 3, 1)

操作後

operator row0 absolute sum = 5

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S003 · implies操作前

original row index=1;ordered entries=[1, -1, -6]

操作後

absolute entries=[1, 1, 6]

條件：無

l1沿每欄往下加，linfinity沿每列橫加；保留原軸次序，不因長方形而混交換行列。

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





S004 · calculation操作前

operator row1 absolute sum := sum(1, 1, 6)

操作後

operator row1 absolute sum = 8

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S005 · implies操作前

all absolute row sums=[5, 8]

操作後

maximum=8;first maximizing row=1

條件：無

先算完所有指定軸的和，才取最大值；這個值稍後要同時有全稱上界與達到的單位輸入。

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





S006 · implies操作前

arbitrary x in R^3;all row sums<=8

操作後

each abs((Ax)i)<=sum_j abs(Aij)*normInfinity(x)<=8*normInfinity(x);take maximum_i

條件：無

每個輸入座標絕對值≤輸入最大範數，先界每列再取輸出最大值，得到全稱統一界。

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





S007 · implies操作前

attaining unit input image:matrix=[[1, 3, 1], [1, -1, -6]];input=[1, -1, -1]

操作後

input dimension=3;output dimension=2;rows dot input

條件：無

保留長方形矩陣的欄輸入、列輸出角色，計算值可超過原輸入座標界，不重新截斷。

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





S008 · calculation操作前

attaining unit input image row0 column0 product := mul(1, 1)

操作後

attaining unit input image row0 column0 product = 1

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S009 · calculation操作前

attaining unit input image row0 column1 product := mul(3, -1)

操作後

attaining unit input image row0 column1 product = -3

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S010 · calculation操作前

attaining unit input image row0 column2 product := mul(1, -1)

操作後

attaining unit input image row0 column2 product = -1

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S011 · calculation操作前

attaining unit input image row0 sum := sum(1, -3, -1)

操作後

attaining unit input image row0 sum = -3

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S012 · calculation操作前

attaining unit input image row1 column0 product := mul(1, 1)

操作後

attaining unit input image row1 column0 product = 1

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S013 · calculation操作前

attaining unit input image row1 column1 product := mul(-1, -1)

操作後

attaining unit input image row1 column1 product = 1

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S014 · calculation操作前

attaining unit input image row1 column2 product := mul(-6, -1)

操作後

attaining unit input image row1 column2 product = 6

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S015 · calculation操作前

attaining unit input image row1 sum := sum(1, 1, 6)

操作後

attaining unit input image row1 sum = 8

條件：無

依原資料角色與已核中間量精確計算；保留座標、係數、正負號及必要條件。

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





S016 · implies操作前

attaining input:signed vector=[1, -1, -1];norm=linfinity

操作後

coordinate absolute values=[1, 1, 1]

條件：無

先對完整座標取絕對值，不改原向量配對；這裡也可接收已算出的矩陣像，而不套原輸入界截斷。

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





S017 · implies操作前

attaining input:all absolute coordinates=[1, 1, 1]

操作後

maximum=1;first attaining coordinate=0

條件：無

非空有限清單的最大值須覆蓋每項且由一項達到，不拿最大帶號座標替代。

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





S018 · implies操作前

attaining output:signed vector=[-3, 8];norm=linfinity

操作後

coordinate absolute values=[3, 8]

條件：無

先對完整座標取絕對值，不改原向量配對；這裡也可接收已算出的矩陣像，而不套原輸入界截斷。

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





S019 · implies操作前

attaining output:all absolute coordinates=[3, 8]

操作後

maximum=8;first attaining coordinate=1

條件：無

非空有限清單的最大值須覆蓋每項且由一項達到，不拿最大帶號座標替代。

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





S020 · implies操作前

explicit input=[1, -1, -1];input norm=1;image=[-3, 8];output norm=8

操作後

uniform upper bound=8 and attained ratio=8;exact induced norm=8

條件：無

l1取最大欄的座標基，linfinity取最大列的係數符號；零矩陣仍選非零單位向量。已證所有輸入上界L，又有單位輸入達L，所以更小常數不可能，才是exact norm。

步驟識別與依賴規則：operator_attainment_proves_least_uniform_constant · 依賴：G001, S019





S021 · implies操作前

exact induced norm=8;proposed nonnegative C=9;attaining unit input=[1, -1, -1]

操作後

uniform bound=是;optimal bound=否

條件：無

C≥L時，由範數非負可把全稱界L放寬到C；C<L時達到L的單位輸入就是反例。只有等號才最佳，不把可用但偏大的C叫exact norm。

步驟識別與依賴規則：operator_usable_bound_distinct_from_exact_optimum · 依賴：G001, S020









## 逐步反向核對


- 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 — 回到原始資料與本步條件核對，不把單向推論誤稱等價。
- 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 — 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 — 回到原始資料與本步條件核對，不把單向推論誤稱等價。
- S016 · 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。
- S015 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row1 sum，不以小數近似替代。
- S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row1 column2 product，不以小數近似替代。
- S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row1 column1 product，不以小數近似替代。
- S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row1 column0 product，不以小數近似替代。
- S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row0 sum，不以小數近似替代。
- S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row0 column2 product，不以小數近似替代。
- S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row0 column1 product，不以小數近似替代。
- S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining unit input image row0 column0 product，不以小數近似替代。
- 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 — 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 operator row1 absolute sum，不以小數近似替代。
- 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 operator row0 absolute sum，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

(linfinity, 8, 9, 是, 否, uniform_bound_certificate)

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: e74320b09ca7b414de0f84eda26c8f54da94777f0742a7313a27d11af4627e26
- candidate record SHA-256: c355f09db9808f4284cdaed76601a4962ccbb910a842653b670811a2cdb163b4
- semantic review receipt SHA-256: f335caca08574c9f949c141083c66655fee51c227d45d80a3ddb7d78f862d798
- question-first witness SHA-256: cc7ba54738af91a6871fc1c20e45ad8f2b434392273fa334bd16a3b2238f4a77
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261014-advance-20261028-r05-bounded-linear-operator-0089.json)




