# 第 429 題：二項式定理

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P1000-0429 · q-20261014-advance-20261109-r05-binomial-theorem-0054



## 原題與已知條件

commutative coefficient setting與n in natural including zero。操作=binomial-evaluation-identity；資料={"n":3,"x":0,"y":-1}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。


- G001 — commutative coefficient setting與n in natural including zero。操作=binomial-evaluation-identity；資料={"n":3,"x":0,"y":-1}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。





## 定義與適用範圍

n 為非負整數且 x、y 可交換；逐項 C(n,k)x^(n−k)y^k 加總，零次冪為 1。


- [mko-binomial-theorem](https://ocme.evemisslab.com/zh-Hant/mko/mko-binomial-theorem/)





## 逐步推導

S001 · implies操作前

n=3≥0; multiplication commutes

操作後

group the finite product by the number of y choices

條件：無

每個因子選x或y，依選y的次數分組，係數先作整數計數。

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





S002 · calculation操作前

x+y := sum(0, -1)

操作後

x+y = -1

條件：無

先直接計算和。

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





S003 · implies操作前

(x+y)^n: (-1)^3

操作後

(x+y)^n = -1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S004 · implies操作前

choose 0 positions out of 3

操作後

C(3,0)=6/(1·6)=1

條件：無

選取 k 個位置的每個子集只計一次；除掉兩組內部排列後得到整數係數。

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





S005 · implies操作前

x^3: (0)^3

操作後

x^3 = 0

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S006 · implies操作前

y^0: (-1)^0

操作後

y^0 = 1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S007 · calculation操作前

C·x power (k=0) := mul(1, 0)

操作後

C·x power (k=0) = 0

條件：無

先把係數乘上x項。

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





S008 · calculation操作前

term[0] := mul(0, 1)

操作後

term[0] = 0

條件：無

再乘y項，保留負底數的整個括號。

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





S009 · implies操作前

choose 1 positions out of 3

操作後

C(3,1)=6/(1·2)=3

條件：無

選取 k 個位置的每個子集只計一次；除掉兩組內部排列後得到整數係數。

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





S010 · implies操作前

x^2: (0)^2

操作後

x^2 = 0

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S011 · implies操作前

y^1: (-1)^1

操作後

y^1 = -1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S012 · calculation操作前

C·x power (k=1) := mul(3, 0)

操作後

C·x power (k=1) = 0

條件：無

先把係數乘上x項。

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





S013 · calculation操作前

term[1] := mul(0, -1)

操作後

term[1] = 0

條件：無

再乘y項，保留負底數的整個括號。

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





S014 · implies操作前

choose 2 positions out of 3

操作後

C(3,2)=6/(2·1)=3

條件：無

選取 k 個位置的每個子集只計一次；除掉兩組內部排列後得到整數係數。

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





S015 · implies操作前

x^1: (0)^1

操作後

x^1 = 0

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S016 · implies操作前

y^2: (-1)^2

操作後

y^2 = 1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S017 · calculation操作前

C·x power (k=2) := mul(3, 0)

操作後

C·x power (k=2) = 0

條件：無

先把係數乘上x項。

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





S018 · calculation操作前

term[2] := mul(0, 1)

操作後

term[2] = 0

條件：無

再乘y項，保留負底數的整個括號。

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





S019 · implies操作前

choose 3 positions out of 3

操作後

C(3,3)=6/(6·1)=1

條件：無

選取 k 個位置的每個子集只計一次；除掉兩組內部排列後得到整數係數。

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





S020 · implies操作前

x^0: (0)^0

操作後

x^0 = 1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S021 · implies操作前

y^3: (-1)^3

操作後

y^3 = -1

條件：無

以非負整數次的有限乘積計算；零次為乘法單位元。

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





S022 · calculation操作前

C·x power (k=3) := mul(1, 1)

操作後

C·x power (k=3) = 1

條件：無

先把係數乘上x項。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S021





S023 · calculation操作前

term[3] := mul(1, -1)

操作後

term[3] = -1

條件：無

再乘y項，保留負底數的整個括號。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S022





S024 · calculation操作前

expanded sum := sum(0, 0, 0, -1)

操作後

expanded sum = -1

條件：無

所有k都已列出，逐項加總，不只取首尾項。

步驟識別與依賴規則：exact_rational_arithmetic · 依賴：G001, S023





S025 · implies操作前

direct=-1; expanded=-1

操作後

identity holds: 是

條件：無

兩條計算路徑一致，核對本題的有限二項恆等式。

步驟識別與依賴規則：finite_expansion_evaluation · 依賴：G001, S024









## 逐步反向核對


- S025 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S024 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 expanded sum，不以小數近似替代。
- S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[3]，不以小數近似替代。
- S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=3)，不以小數近似替代。
- S021 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S020 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S019 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S018 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[2]，不以小數近似替代。
- S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=2)，不以小數近似替代。
- S016 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S015 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S014 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[1]，不以小數近似替代。
- S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=1)，不以小數近似替代。
- S011 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S010 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S009 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S008 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[0]，不以小數近似替代。
- S007 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=0)，不以小數近似替代。
- S006 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S005 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S004 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S003 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。
- S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 x+y，不以小數近似替代。
- S001 · premise_and_result_audit — 係數先在整數中計數；不在一般係數環中除以可能不可逆的階乘。





## 結論

(3, 0, -1, -1, -1, 是)

上述完整代值與條件核對得到原題答案；欄位次序及真假標記保持原始合約。





## 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: 34daf4735dd9f11accad0762962ffcb1729028e6d4198df3a0205b7a42a81144
- candidate record SHA-256: ac7d06f4910030e2fe4974177ded95a6e39e0a1145d9e7c306cbaa4a016da2f8
- semantic review receipt SHA-256: 6c2c6d46aded7582a11ac41a8c0b3bdde2669a53bdb6e796eea2039994a02772
- question-first witness SHA-256: 77e43898df9efdbf8094ad81fe4ab91cf4b4bd82f481eb9b4699b73cb4da612b
- Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED

[同源完整 JSON](https://ocme.evemisslab.com/data/question-derivations/questions/q-20261014-advance-20261109-r05-binomial-theorem-0054.json)




