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第 21961 題:全期望公式

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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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R0042-21961 · q-20261014-advance-20261109-r04-law-of-total-expectation-0061

原題與已知條件

同一有限probability space上的完整disjoint partition與integrable X。操作=totalexp-tower-identity;資料={"masses":[[1,20],[2,20],[17,20],[0,1]],"values":[10,11,13,109],"partition":[[0,1],[2,3]]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 同一有限probability space上的完整disjoint partition與integrable X。操作=totalexp-tower-identity;資料={"masses":[[1,20],[2,20],[17,20],[0,1]],"values":[10,11,13,109],"partition":[[0,1],[2,3]]}。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=totalexp-tower-identity;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[conditional_values, tower_expectation, mean, equal, certificate]

條件:無

原題歷史介面標記保留,本頁直接列來源有序欄位,不需JavaScript。tag不是額外證據,固定No保留其原聲稱範圍。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Total expectation complete original mass := sum(1/20, 1/10, 17/20, 0)

操作後

Total expectation complete original mass = 1

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Total expectation original atom0 weighted X := mul(1/20, 10)

操作後

Total expectation original atom0 weighted X = 1/2

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Total expectation original atom1 weighted X := mul(1/10, 11)

操作後

Total expectation original atom1 weighted X = 11/10

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Total expectation original atom2 weighted X := mul(17/20, 13)

操作後

Total expectation original atom2 weighted X = 221/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Total expectation original atom3 weighted X := mul(0, 109)

操作後

Total expectation original atom3 weighted X = 0

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Total expectation full original mean := sum(1/2, 11/10, 221/20, 0)

操作後

Total expectation full original mean = 253/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

ORIGINAL masses=[1/20, 1/10, 17/20, 0],SIGNED values X=[10, 11, 13, 109];ORIGINAL cell order=[[0, 1], [2, 3]]

操作後

flattened original atom labels=[0, 1, 2, 3] cover EVERY atom exactly ONCE including null atoms;total mass=1;integrable finite mean=253/20;NO independence premise

條件:無

分割必涵蓋全部原子,包括零質量點;cell順序保原輸入,cell內按來源排序。X可負,有限值可積;獨立性不是全期望公式的前提。

步驟識別與依賴

規則:totalexp_same_law_complete_disjoint_partition_all_atoms · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Total expectation cell0 mass := sum(1/20, 1/10)

操作後

Total expectation cell0 mass = 3/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Total expectation cell0 numerator := sum(1/2, 11/10)

操作後

Total expectation cell0 numerator = 8/5

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

Total expectation cell0 positive-mass conditional mean := div(8/5, 3/20)

操作後

Total expectation cell0 positive-mass conditional mean = 32/3

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

ORIGINAL cell index=0,atom labels=[0, 1];mass=3/20;weighted numerator=8/5

操作後

conditional quotient=32/3;positive denominator qualifies division

條件:無

正cell質量才可取條件均值比值。零cell中所有非負原子質量皆0,故分子0但0/0未定義;null不能當已算出的0。空cell亦屬此情況。

步驟識別與依賴

規則:totalexp_cell_quotient_positive_mass_only_null_preserved · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Total expectation cell1 mass := sum(17/20, 0)

操作後

Total expectation cell1 mass = 17/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Total expectation cell1 numerator := sum(221/20, 0)

操作後

Total expectation cell1 numerator = 221/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · calculation

操作前

Total expectation cell1 positive-mass conditional mean := div(221/20, 17/20)

操作後

Total expectation cell1 positive-mass conditional mean = 13

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S014

S016 · implies

操作前

ORIGINAL cell index=1,atom labels=[2, 3];mass=17/20;weighted numerator=221/20

操作後

conditional quotient=13;positive denominator qualifies division

條件:無

正cell質量才可取條件均值比值。零cell中所有非負原子質量皆0,故分子0但0/0未定義;null不能當已算出的0。空cell亦屬此情況。

步驟識別與依賴

規則:totalexp_cell_quotient_positive_mass_only_null_preserved · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

Total expectation positive cell0 weighted mean := mul(3/20, 32/3)

操作後

Total expectation positive cell0 weighted mean = 8/5

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · calculation

操作前

Total expectation positive cell1 weighted mean := mul(17/20, 13)

操作後

Total expectation positive cell1 weighted mean = 221/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S017

S019 · calculation

操作前

Total expectation sum positive-cell weighted means := sum(8/5, 221/20)

操作後

Total expectation sum positive-cell weighted means = 253/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S018

S020 · implies

操作前

ALL original cell rows[index,atoms,mass,conditional_or_null,numerator]=[[0, [0, 1], 3/20, 32/3, 8/5], [1, [2, 3], 17/20, 13, 221/20]]

操作後

positive-cell weighted sum=253/20;ORIGINAL global mean=253/20;equal=是;disjoint complete cells regroup EVERY original p_i*X_i exactly ONCE,null contributions0

條件:無

每個正cell的mass乘條件均值恰還原分子,零cell貢獻0;全部不交且完整分割才可重組為原全體加權和。這是一般恆等理由,不是無權平均cell均值或一次數值湊巧相等。

步驟識別與依賴

規則:totalexp_regroup_complete_partition_general_identity · 依賴:G001, S019

S021 · calculation

操作前

Total expectation tower atom0 weighted conditional version := mul(1/20, 32/3)

操作後

Total expectation tower atom0 weighted conditional version = 8/15

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

Total expectation tower atom1 weighted conditional version := mul(1/10, 32/3)

操作後

Total expectation tower atom1 weighted conditional version = 16/15

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

Total expectation tower atom2 weighted conditional version := mul(17/20, 13)

操作後

Total expectation tower atom2 weighted conditional version = 221/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · calculation

操作前

Total expectation tower atom3 weighted conditional version := mul(0, 13)

操作後

Total expectation tower atom3 weighted conditional version = 0

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

Total expectation full tower expectation := sum(8/15, 16/15, 221/20, 0)

操作後

Total expectation full tower expectation = 253/20

條件:無

保留原題角色、順序與條件,逐項精確代值,不作浮點近似。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · implies

操作前

ORIGINAL atom-order conditional version=[32/3, 32/3, 13, 13];ORIGINAL cells=[[0, 1], [2, 3]]

操作後

version constant on each cell,so measurable for sigma(partition);each cell integral equals original X cell integral;null-cell version CHOSEN0,not quotient;E(E(X|G))=253/20=E(X)=253/20

條件:無

cell常數函數對分割生成的sigma代數可測;逐cell積分吻合,再由有限union得到所有可測cell聯集的條件期望責任。零質量cell明選版本0,非唯一比值;用原atom機率加權才得tower。

步驟識別與依賴

規則:totalexp_conditional_version_cell_measurability_and_tower · 依賴:G001, S025

逐步反向核對

  • 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 Total expectation full tower expectation,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation tower atom3 weighted conditional version,不以小數近似替代。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation tower atom2 weighted conditional version,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation tower atom1 weighted conditional version,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation tower atom0 weighted conditional version,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 Total expectation sum positive-cell weighted means,不以小數近似替代。
  • S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation positive cell1 weighted mean,不以小數近似替代。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation positive cell0 weighted mean,不以小數近似替代。
  • 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 Total expectation cell1 positive-mass conditional mean,不以小數近似替代。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation cell1 numerator,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation cell1 mass,不以小數近似替代。
  • 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 Total expectation cell0 positive-mass conditional mean,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation cell0 numerator,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation cell0 mass,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 Total expectation full original mean,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation original atom3 weighted X,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation original atom2 weighted X,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation original atom1 weighted X,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation original atom0 weighted X,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Total expectation complete original mass,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

([32/3, 32/3, 13, 13], 253/20, 253/20, 是, conditional_expectation_constant_on_partition_cells)

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: 8941a3096a01dd97453de3660fc83a492b7546bf1a83a9d42cef7b2c63cef98c
  • candidate record SHA-256: 2256ff4a56be99af817f8efc6ccded3630a1457981996db4763c6e76a74f4441
  • semantic review receipt SHA-256: dd44555041dfbb6fe9936aa00b9a5f8c5982c2784ef61dd0cbd5d1a303a49c1a
  • question-first witness SHA-256: 9a6011263f6ac53b9a1fd57addf2f3e2f6088b54802c539f332d689480dc2d17
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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