# 第 13950 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。

R0026-13950 · q-20261014-advance-20261028-r05-bounded-linear-operator-0100



## 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":[[12,0,1],[2,-12,-3]],"norm_name":"l1","C":13}。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":[[12,0,1],[2,-12,-3]],"norm_name":"l1","C":13}。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 column index=0;ordered entries=[12, 2]

操作後

absolute entries=[12, 2]

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 column0 absolute sum := sum(12, 2)

操作後

operator column0 absolute sum = 14

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 column index=1;ordered entries=[0, -12]

操作後

absolute entries=[0, 12]

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 column1 absolute sum := sum(0, 12)

操作後

operator column1 absolute sum = 12

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

original column index=2;ordered entries=[1, -3]

操作後

absolute entries=[1, 3]

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, S004





S006 · calculation操作前

operator column2 absolute sum := sum(1, 3)

操作後

operator column2 absolute sum = 4

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, S005





S007 · implies操作前

all absolute column sums=[14, 12, 4]

操作後

maximum=14;first maximizing column=0

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, S006





S008 · implies操作前

arbitrary x in R^3;all column sums<=14

操作後

norm1(Ax)<=sum_j(sum_i abs(Aij))*abs(xj)<=14*norm1(x)

條件：無

逐輸出用三角不等式，再交換有限雙重和，各欄係數≤最大欄和L，故對每個實向量都有同一常數界，不是抽樣。

步驟識別與依賴規則：operator_l1_universal_column_bound · 依賴：G001, S007





S009 · implies操作前

attaining unit input image:matrix=[[12, 0, 1], [2, -12, -3]];input=[1, 0, 0]

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, S008





S010 · calculation操作前

attaining unit input image row0 column0 product := mul(12, 1)

操作後

attaining unit input image row0 column0 product = 12

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 column1 product := mul(0, 0)

操作後

attaining unit input image row0 column1 product = 0

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 row0 column2 product := mul(1, 0)

操作後

attaining unit input image row0 column2 product = 0

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 row0 sum := sum(12, 0, 0)

操作後

attaining unit input image row0 sum = 12

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 column0 product := mul(2, 1)

操作後

attaining unit input image row1 column0 product = 2

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 column1 product := mul(-12, 0)

操作後

attaining unit input image row1 column1 product = 0

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 · calculation操作前

attaining unit input image row1 column2 product := mul(-3, 0)

操作後

attaining unit input image row1 column2 product = 0

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, S015





S017 · calculation操作前

attaining unit input image row1 sum := sum(2, 0, 0)

操作後

attaining unit input image row1 sum = 2

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, S016





S018 · implies操作前

attaining input:signed vector=[1, 0, 0];norm=l1

操作後

coordinate absolute values=[1, 0, 0]

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 · calculation操作前

attaining input l1 sum := sum(1, 0, 0)

操作後

attaining input l1 sum = 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, S018





S020 · implies操作前

attaining output:signed vector=[12, 2];norm=l1

操作後

coordinate absolute values=[12, 2]

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, S019





S021 · calculation操作前

attaining output l1 sum := sum(12, 2)

操作後

attaining output l1 sum = 14

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, S020





S022 · implies操作前

explicit input=[1, 0, 0];input norm=1;image=[12, 2];output norm=14

操作後

uniform upper bound=14 and attained ratio=14;exact induced norm=14

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, S021





S023 · implies操作前

exact induced norm=14;proposed nonnegative C=13;attaining unit input=[1, 0, 0]

操作後

uniform bound=否;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, S022









## 逐步反向核對


- 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 — 回到原始資料與本步條件核對，不把單向推論誤稱等價。
- S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 attaining output l1 sum，不以小數近似替代。
- 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 — 以精確有理數重算 attaining input l1 sum，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 attaining unit input image row1 sum，不以小數近似替代。
- S016 · 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。
- S015 · 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。
- S014 · 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。
- S013 · 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。
- S012 · 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。
- S011 · 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。
- S010 · 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。
- S009 · 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。
- 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 — 以精確有理數重算 operator column2 absolute sum，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 operator column1 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 column0 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

(l1, 14, 13, 否, 否, bound_too_small)

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: 3b29fd4c6abf3e2d50bd8f26f7eedfeab5817f1c1fdfa0112dc019dabe545633
- candidate record SHA-256: 5a05d9faef69666c59a34be9c74527d439f7910bfba040b3984265ffa94a1f38
- 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-0100.json)




