查找相關知識與題目 →

第 433 題:二項式定理

本頁導覽
  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

返回所在分頁 3

← 逐題詳解目錄 · 原題批次

P1000-0433 · q-20261014-advance-20261109-r05-binomial-theorem-0058

原題與已知條件

commutative coefficient setting與n in natural including zero。操作=binomial-evaluation-identity;資料={"n":7,"x":-3,"y":0}。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":7,"x":-3,"y":0}。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。

逐步推導

S001 · implies

操作前

n=7≥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(-3, 0)

操作後

x+y = -3

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: (-3)^7

操作後

(x+y)^n = -2187

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 7

操作後

C(7,0)=5040/(1·5040)=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^7: (-3)^7

操作後

x^7 = -2187

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: (0)^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, -2187)

操作後

C·x power (k=0) = -2187

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(-2187, 1)

操作後

term[0] = -2187

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 7

操作後

C(7,1)=5040/(1·720)=7

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^6: (-3)^6

操作後

x^6 = 729

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: (0)^1

操作後

y^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, S010

S012 · calculation

操作前

C·x power (k=1) := mul(7, 729)

操作後

C·x power (k=1) = 5103

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(5103, 0)

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 7

操作後

C(7,2)=5040/(2·120)=21

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^5: (-3)^5

操作後

x^5 = -243

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: (0)^2

操作後

y^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, S015

S017 · calculation

操作前

C·x power (k=2) := mul(21, -243)

操作後

C·x power (k=2) = -5103

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(-5103, 0)

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 7

操作後

C(7,3)=5040/(6·24)=35

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^4: (-3)^4

操作後

x^4 = 81

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: (0)^3

操作後

y^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, S020

S022 · calculation

操作前

C·x power (k=3) := mul(35, 81)

操作後

C·x power (k=3) = 2835

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(2835, 0)

操作後

term[3] = 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, S022

S024 · implies

操作前

choose 4 positions out of 7

操作後

C(7,4)=5040/(24·6)=35

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, S023

S025 · implies

操作前

x^3: (-3)^3

操作後

x^3 = -27

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, S024

S026 · implies

操作前

y^4: (0)^4

操作後

y^4 = 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, S025

S027 · calculation

操作前

C·x power (k=4) := mul(35, -27)

操作後

C·x power (k=4) = -945

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, S026

S028 · calculation

操作前

term[4] := mul(-945, 0)

操作後

term[4] = 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, S027

S029 · implies

操作前

choose 5 positions out of 7

操作後

C(7,5)=5040/(120·2)=21

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, S028

S030 · implies

操作前

x^2: (-3)^2

操作後

x^2 = 9

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, S029

S031 · implies

操作前

y^5: (0)^5

操作後

y^5 = 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, S030

S032 · calculation

操作前

C·x power (k=5) := mul(21, 9)

操作後

C·x power (k=5) = 189

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, S031

S033 · calculation

操作前

term[5] := mul(189, 0)

操作後

term[5] = 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, S032

S034 · implies

操作前

choose 6 positions out of 7

操作後

C(7,6)=5040/(720·1)=7

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, S033

S035 · implies

操作前

x^1: (-3)^1

操作後

x^1 = -3

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, S034

S036 · implies

操作前

y^6: (0)^6

操作後

y^6 = 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, S035

S037 · calculation

操作前

C·x power (k=6) := mul(7, -3)

操作後

C·x power (k=6) = -21

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, S036

S038 · calculation

操作前

term[6] := mul(-21, 0)

操作後

term[6] = 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, S037

S039 · implies

操作前

choose 7 positions out of 7

操作後

C(7,7)=5040/(5040·1)=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, S038

S040 · implies

操作前

x^0: (-3)^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, S039

S041 · implies

操作前

y^7: (0)^7

操作後

y^7 = 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, S040

S042 · calculation

操作前

C·x power (k=7) := mul(1, 1)

操作後

C·x power (k=7) = 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, S041

S043 · calculation

操作前

term[7] := mul(1, 0)

操作後

term[7] = 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, S042

S044 · calculation

操作前

expanded sum := sum(-2187, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)

操作後

expanded sum = -2187

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, S043

S045 · implies

操作前

direct=-2187; expanded=-2187

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, S044

逐步反向核對

  • S045 · 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。
  • S044 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 expanded sum,不以小數近似替代。
  • S043 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[7],不以小數近似替代。
  • S042 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=7),不以小數近似替代。
  • S041 · 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。
  • S040 · 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。
  • S039 · 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。
  • S038 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[6],不以小數近似替代。
  • S037 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=6),不以小數近似替代。
  • S036 · 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。
  • S035 · 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。
  • S034 · 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。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[5],不以小數近似替代。
  • S032 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=5),不以小數近似替代。
  • S031 · 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。
  • S030 · 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。
  • S029 · 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。
  • S028 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 term[4],不以小數近似替代。
  • S027 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 C·x power (k=4),不以小數近似替代。
  • S026 · 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。
  • 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 — 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。
  • 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

(7, -3, 0, -2187, -2187, 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: e1d6ba36610032034746748fdc8cb00b7f4ba99e5d014cb3d3782cfac6d913b9
  • candidate record SHA-256: 6dd1917f1ebf4de68b4f5e4f16015aef136b2f08f5ebee9186c0d417613366ae
  • semantic review receipt SHA-256: 6c2c6d46aded7582a11ac41a8c0b3bdde2669a53bdb6e796eea2039994a02772
  • question-first witness SHA-256: 77e43898df9efdbf8094ad81fe4ab91cf4b4bd82f481eb9b4699b73cb4da612b
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
同源完整 JSON