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第 23695 題:瑕積分

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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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R0046-23695 · q-20261014-advance-20261112-r04-improper-integral-0070

原題與已知條件

題幹明示integrand、區間、cutoff與每個無界端或奇點的one-sided limit責任。操作=improper-two-sided-independent;資料={"left_scale":20,"right_scale":21,"exponent":5}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 題幹明示integrand、區間、cutoff與每個無界端或奇點的one-sided limit責任。操作=improper-two-sided-independent;資料={"left_scale":20,"right_scale":21,"exponent":5}。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=improper-two-sided-independent;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[piecewise_integrand, interval, left_tail_integral, right_tail_integral, left_converges, right_converges, sum, certificate]

條件:無

保留原題介面快照,本頁直接列來源欄序,不需JavaScript。radius由原mode選6/11欄,不補欄;No與實際否定依來源責任分清。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step1 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step1 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step2 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step2 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step3 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step3 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S003

S005 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step4 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step4 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S004

S006 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exponent-minus-one times lower-power := mul(4, 1)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exponent-minus-one times lower-power = 4

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S005

S007 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exact antiderivative limit value := div(20, 4)

操作後

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exact antiderivative limit value = 5

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

Improper ORIGINAL negative tail after x=-u:ORIGINAL scale=20,exponent=5>1,lower=1>=1;integrand scale/x^exponent

操作後

for EVERY B>=lower,integral_lower^B=scale/(exponent-1)*(lower^(1-exponent)-B^(1-exponent));B^(1-exponent) tends0,so limit=5

條件:無

k>1使B的負次冪趨0;絕對尾誤差是|scale|/((k−1)B^(k−1)),對任意epsilon可選足夠B。signed或0 scale皆可,這是全稱limit,不靠幾個cutoff。

步驟識別與依賴

規則:improper_WHOLE_one_sided_tail_antiderivative_limit_not_samples · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step1 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step1 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step2 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step2 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S009

S011 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step3 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step3 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S010

S012 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step4 := mul(1, 1)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step4 = 1

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S011

S013 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail exponent-minus-one times lower-power := mul(4, 1)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail exponent-minus-one times lower-power = 4

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

Improper ORIGINAL positive tail exact antiderivative limit value := div(21, 4)

操作後

Improper ORIGINAL positive tail exact antiderivative limit value = 21/4

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

Improper ORIGINAL positive tail:ORIGINAL scale=21,exponent=5>1,lower=1>=1;integrand scale/x^exponent

操作後

for EVERY B>=lower,integral_lower^B=scale/(exponent-1)*(lower^(1-exponent)-B^(1-exponent));B^(1-exponent) tends0,so limit=21/4

條件:無

k>1使B的負次冪趨0;絕對尾誤差是|scale|/((k−1)B^(k−1)),對任意epsilon可選足夠B。signed或0 scale皆可,這是全稱limit,不靠幾個cutoff。

步驟識別與依賴

規則:improper_WHOLE_one_sided_tail_antiderivative_limit_not_samples · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

Improper independently convergent tails plus zero middle := sum(5, 21/4)

操作後

Improper independently convergent tails plus zero middle = 41/4

條件:無

依原始角色與已證中間量精確代值,不用浮點近似,也不把有限測試冒充全稱極限。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · implies

操作前

ORIGINAL piecewise scales left=20,right=21,exponent=5;middle(-1,1) integrand0

操作後

negative-tail limit=5;positive-tail limit=21/4;BOTH independently finite,then ordinary sum=41/4

條件:無

負尾先用u=-x轉到[1,infinity),不多帶負號;中段0。即使兩值相消成0,收斂理由仍是兩側分別的limit證書,不是對稱性。

步驟識別與依賴

規則:improper_TWO_independent_infinite_tails_before_signed_sum · 依賴:G001, S016

逐步反向核對

  • S017 · 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。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper independently convergent tails plus zero middle,不以小數近似替代。
  • S015 · 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。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail exact antiderivative limit value,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail exponent-minus-one times lower-power,不以小數近似替代。
  • S012 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step4,不以小數近似替代。
  • S011 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step3,不以小數近似替代。
  • S010 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step2,不以小數近似替代。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL positive tail lower positive power step1,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 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exact antiderivative limit value,不以小數近似替代。
  • S006 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u exponent-minus-one times lower-power,不以小數近似替代。
  • S005 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step4,不以小數近似替代。
  • S004 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step3,不以小數近似替代。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step2,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 Improper ORIGINAL negative tail after x=-u lower positive power step1,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

(x<=-1:20/abs(x)^5;-1<x<1:0;x>=1:21/x^5, (-infinity,infinity), 5, 21/4, 是, 是, 41/4, both_one_sided_tail_integrals_converge_independently)

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: f624f42f3ce287235ef2c3365567ff8ef7ba3f007b0158376c812ad44a828413
  • candidate record SHA-256: a62c4104639fde9087051a4802119b3295e2fa886dda1afa9b3ac36dbd3d47d0
  • semantic review receipt SHA-256: a7c0d888ade6d307703c4222c4137c78c0d2448babdcba2fa3446fe6fdd343c1
  • question-first witness SHA-256: c9571f97a37d503ad6a61034cc00108543a05c37ef246d1c4962f55136a3de02
  • Lean: NOT_RUN · human review: NOT_PERFORMED
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