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第 20371 題:鴿籠原理

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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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R0039-20371 · q-20261014-advance-20261107-r05-pigeonhole-principle-0046

原題與已知條件

完整有限集合大小與total map。操作=pigeon-generalized-load;資料={"mapping":[2,2,2,2,2,2,2,2],"codomain_count":3}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 完整有限集合大小與total map。操作=pigeon-generalized-load;資料={"mapping":[2,2,2,2,2,2,2,2],"codomain_count":3}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 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

source operation=pigeon-generalized-load;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[loads, maximum_load, ceiling_lower_bound, bound_holds, certificate]

條件:無

原題快照保留歷史介面標記;本頁直接列來源欄位順序,不需JavaScript或外部表。欄位標籤不是額外數學證據,No保持原題的聲稱範圍。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

ORIGINAL complete source-indexed total map=[2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2];source Fin(8);ACTUAL target Fin(3)

操作後

every source has ONE in-range image;all target labels0..2 retained even if unused;empty source allowed

條件:無

原source索引順序與target標籤保留,不以首次遇見次序重新編號桶。完整total map才可算全部fibre與碰撞;空domain也仍映入非空codomain。

步驟識別與依賴

規則:pigeon_complete_total_map_not_sample_or_bin_relabeling · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

pigeon target0 complete fibre load := sum()

操作後

pigeon target0 complete fibre load = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

ACTUAL original target=0;ALL source fibre indices=[]

操作後

complete load=0;unused targets remain with load0

條件:無

逐全部codomain槽列出fibre,空桶也保0;不只計用過的桶而改變平均分母。

步驟識別與依賴

規則:pigeon_every_target_load_null_bins_retained · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

pigeon target1 complete fibre load := sum()

操作後

pigeon target1 complete fibre load = 0

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

ACTUAL original target=1;ALL source fibre indices=[]

操作後

complete load=0;unused targets remain with load0

條件:無

逐全部codomain槽列出fibre,空桶也保0;不只計用過的桶而改變平均分母。

步驟識別與依賴

規則:pigeon_every_target_load_null_bins_retained · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

pigeon target2 complete fibre load := sum(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1)

操作後

pigeon target2 complete fibre load = 8

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

ACTUAL original target=2;ALL source fibre indices=[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

操作後

complete load=8;unused targets remain with load0

條件:無

逐全部codomain槽列出fibre,空桶也保0;不只計用過的桶而改變平均分母。

步驟識別與依賴

規則:pigeon_every_target_load_null_bins_retained · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

pigeon complete sum of all target loads := sum(0, 0, 8)

操作後

pigeon complete sum of all target loads = 8

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

pigeon exact average load := div(8, 3)

操作後

pigeon exact average load = 8/3

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

pigeon exact ceiling lower bound := sum(2, 1)

操作後

pigeon exact ceiling lower bound = 3

條件:無

依原始角色與已核中間量精確代值,保留索引、正負號、分母與證明適用條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

ALL original-order loads=[0, 0, 8];sum=8;nonempty target count=3;exact average=8/3;division m=n*2+2

操作後

ceiling average=3;actual max load=8 attained at target2;maximum>=ceiling;not necessarily equality

條件:無

若每桶都小於ceil(m/n),整數負載都≤ceil−1,總和<n·m/n=m,矛盾。m=0時全部負載0直接給max=ceil=0;不能把這個下界換成最大負載的等式。

步驟識別與依賴

規則:pigeon_generalized_ceiling_full_load_argument · 依賴:G001, S011

逐步反向核對

  • S012 · 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。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 pigeon exact ceiling lower bound,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 pigeon exact average load,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 pigeon complete sum of all target loads,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 — 以精確有理數重算 pigeon target2 complete fibre load,不以小數近似替代。
  • 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 pigeon target1 complete fibre load,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 — 以精確有理數重算 pigeon target0 complete fibre load,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

([0, 0, 8], 8, 3, 是, generalized_pigeonhole_load_bound)

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: ac590df9b27bd2b9e5d359d685a71008c1ecc124c8e93ff268011b764c76756b
  • candidate record SHA-256: ce09697ab7b9cd8767b54993bf6493f7c1636e667a72d488d915b261f716016a
  • semantic review receipt SHA-256: 6e11e35fafe32f16900ce9b522d01acb7b2ee6b463ab179392076cfbe1af8034
  • question-first witness SHA-256: cc0fa361fc25151729e70264340d2eae94f179f6f2a2edfe80ba5704fbbd0682
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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