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第 21738 題:Möbius函數

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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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R0042-21738 · q-20261014-advance-20261109-r06-mobius-function-0063

原題與已知條件

positive integer domain與完整UPF multiplicities。操作=mobius-divisor-sum;資料={"n":13}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — positive integer domain與完整UPF multiplicities。操作=mobius-divisor-sum;資料={"n":13}。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=mobius-divisor-sum;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[n, divisor_mu_rows, sum, target, equal]

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 · implies

操作前

ORIGINAL n=13;complete positive candidate range1..n

操作後

ALL actual positive divisors INCREASING=[1, 13]

條件:無

逐完整正範圍保整除者,不漏1或n;後續每列mu亦須完整分解。

步驟識別與依賴

規則:mobius_ALL_positive_divisors_not_sample · 依賴:G001, S001

S003 · implies

操作前

mobius divisor1 of original n=13:actual positive input for mu=1

操作後

complete prime multiplicities required for this input;mu(1) uses empty product,not a partial factor search

條件:無

先明示正在算原n還是其正因數的mu;每次需要完整prime重數,不能用找到的幾個因數猜squarefree。

步驟識別與依賴

規則:mobius_complete_UPF_input_role · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

mobius divisor1 of original n=13:input=1;COMPLETE prime multiset=[];distinct primes=[]

操作後

mu=1;empty product case=是;repeated prime=否

條件:無

1的空prime多重集給mu1=1;任何prime重複表示square divisor而給0;否則依不同prime個數奇偶給正負。排序不丟重數。

步驟識別與依賴

規則:mobius_value_one_repeated_prime_or_squarefree_parity · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

mobius divisor13 of original n=13:actual positive input for mu=13

操作後

complete prime multiplicities required for this input;mu(1) uses empty product,not a partial factor search

條件:無

先明示正在算原n還是其正因數的mu;每次需要完整prime重數,不能用找到的幾個因數猜squarefree。

步驟識別與依賴

規則:mobius_complete_UPF_input_role · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

ORIGINAL positive integer absolute magnitude=13>1

操作後

initialize remaining=n,prime multiset empty;invariant product(extracted)*remaining=n;every smaller trial divisor has been exhausted

條件:無

每次只除真正整除的d,並以已窮盡更小因數維持d為prime的理由,不先假定原n為prime。

步驟識別與依賴

規則:upf_factorization_remaining_product_invariant · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

next divisor=2;previous remaining=13;all smaller divisors exhausted

操作後

extracted multiplicity=0;next remaining=13;remaining modulo2=1;extracted multiset=[]

條件:無

除盡同一prime的所有重數才前進;不把n的原平方根與remaining的停止責任混淆,也不漏最後的prime remainder。

步驟識別與依賴

規則:upf_complete_trial_division_remaining_invariant · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

next divisor=3;previous remaining=13;all smaller divisors exhausted

操作後

extracted multiplicity=0;next remaining=13;remaining modulo3=1;extracted multiset=[]

條件:無

除盡同一prime的所有重數才前進;不把n的原平方根與remaining的停止責任混淆,也不漏最後的prime remainder。

步驟識別與依賴

規則:upf_complete_trial_division_remaining_invariant · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

upf canonical complete product factor0 := mul(1, 13)

操作後

upf canonical complete product factor0 = 13

條件:無

依原題角色與已核中間量精確代值,保留原順序、正負號及量詞條件。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

exhausted trial divisors below4;terminal remaining=13;d*d>remaining;ORIGINAL n=13

操作後

complete increasing prime multiset=[13];full product=13;a composite terminal remainder would have an already tested smaller divisor

條件:無

若remaining>1仍合數,其最小prime因數會在已驗範圍,與除盡不變式矛盾,所以補入的末項為prime。這證本例完整分解;一般存在也可對n作強歸納,合數拆成較小正因數後遞歸。

步驟識別與依賴

規則:upf_final_prime_remainder_complete_existence_instance · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

mobius divisor13 of original n=13:input=13;COMPLETE prime multiset=[13];distinct primes=[13]

操作後

mu=-1;empty product case=否;repeated prime=否

條件:無

1的空prime多重集給mu1=1;任何prime重複表示square divisor而給0;否則依不同prime個數奇偶給正負。排序不丟重數。

步驟識別與依賴

規則:mobius_value_one_repeated_prime_or_squarefree_parity · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Mobius complete divisor mu sum := sum(1, -1)

操作後

Mobius complete divisor mu sum = 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, S011

S013 · implies

操作前

ORIGINAL n=13;ALL increasing [divisor,mu] rows=[[1, 1], [13, -1]]

操作後

exact sum=0;target=0;squarefree divisors correspond to subsets of DISTINCT primes,so sum=(-1)^subset_size summed over all subsets=(1-1)^r;for n1,r0 gives1

條件:無

非squarefree因數貢獻0,其餘恰為不同prime子集合。r>0可配對是否含指定prime使正負消去;n1沒有prime而唯一空子集合貢獻1。這是一般理由,不由一次數值相等外推。

步驟識別與依賴

規則:mobius_divisor_sum_general_subset_cancellation · 依賴:G001, S012

逐步反向核對

  • S013 · 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。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Mobius complete divisor mu sum,不以小數近似替代。
  • S011 · 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。
  • S010 · 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。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 upf canonical complete product factor0,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 — 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 — 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 — 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 — 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 — 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 — 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

(13, [[1, 1], [13, -1]], 0, 0, 是)

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: cb94a2a07b8b60ae49051107bfb897dc4c25d2fb44269e0301dde04c2678ca3c
  • candidate record SHA-256: 9f3d7e9561cc2fcbf2d821cf230166abc4991891ba576890d1bb39c2f02f8a75
  • semantic review receipt SHA-256: dd44555041dfbb6fe9936aa00b9a5f8c5982c2784ef61dd0cbd5d1a303a49c1a
  • question-first witness SHA-256: 9a6011263f6ac53b9a1fd57addf2f3e2f6088b54802c539f332d689480dc2d17
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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