]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/matita/library/nat/div_and_mod.ma
- renamed ocaml/ to components/
[helm.git] / helm / matita / library / nat / div_and_mod.ma
diff --git a/helm/matita/library/nat/div_and_mod.ma b/helm/matita/library/nat/div_and_mod.ma
deleted file mode 100644 (file)
index e9831f8..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,298 +0,0 @@
-(**************************************************************************)
-(*       ___                                                             *)
-(*      ||M||                                                             *)
-(*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
-(*      ||T||                                                             *)
-(*      ||I||       Developers:                                           *)
-(*      ||T||       A.Asperti, C.Sacerdoti Coen,                          *)
-(*      ||A||       E.Tassi, S.Zacchiroli                                 *)
-(*      \   /                                                             *)
-(*       \ /        Matita is distributed under the terms of the          *)
-(*        v         GNU Lesser General Public License Version 2.1         *)
-(*                                                                        *)
-(**************************************************************************)
-
-set "baseuri" "cic:/matita/nat/div_and_mod".
-
-include "nat/minus.ma".
-
-let rec mod_aux p m n: nat \def
-match (leb m n) with
-[ true \Rightarrow m
-| false \Rightarrow
-  match p with
-  [O \Rightarrow m
-  |(S q) \Rightarrow mod_aux q (m-(S n)) n]].
-
-definition mod : nat \to nat \to nat \def
-\lambda n,m.
-match m with 
-[O \Rightarrow m
-| (S p) \Rightarrow mod_aux n n p]. 
-
-interpretation "natural remainder" 'module x y =
-  (cic:/matita/nat/div_and_mod/mod.con x y).
-
-let rec div_aux p m n : nat \def
-match (leb m n) with
-[ true \Rightarrow O
-| false \Rightarrow
-  match p with
-  [O \Rightarrow O
-  |(S q) \Rightarrow S (div_aux q (m-(S n)) n)]].
-
-definition div : nat \to nat \to nat \def
-\lambda n,m.
-match m with 
-[O \Rightarrow S n
-| (S p) \Rightarrow div_aux n n p]. 
-
-interpretation "natural divide" 'divide x y =
-  (cic:/matita/nat/div_and_mod/div.con x y).
-
-theorem le_mod_aux_m_m: 
-\forall p,n,m. n \leq p \to (mod_aux p n m) \leq m.
-intro.elim p.
-apply (le_n_O_elim n H (\lambda n.(mod_aux O n m) \leq m)).
-simplify.apply le_O_n.
-simplify.
-apply (leb_elim n1 m).
-simplify.intro.assumption.
-simplify.intro.apply H.
-cut (n1 \leq (S n) \to n1-(S m) \leq n).
-apply Hcut.assumption.
-elim n1.
-simplify.apply le_O_n.
-simplify.apply (trans_le ? n2 n).
-apply le_minus_m.apply le_S_S_to_le.assumption.
-qed.
-
-theorem lt_mod_m_m: \forall n,m. O < m \to (n \mod m) < m.
-intros 2.elim m.apply False_ind.
-apply (not_le_Sn_O O H).
-simplify.unfold lt.apply le_S_S.apply le_mod_aux_m_m.
-apply le_n.
-qed.
-
-theorem div_aux_mod_aux: \forall p,n,m:nat. 
-(n=(div_aux p n m)*(S m) + (mod_aux p n m)).
-intro.elim p.
-simplify.elim (leb n m).
-simplify.apply refl_eq.
-simplify.apply refl_eq.
-simplify.
-apply (leb_elim n1 m).
-simplify.intro.apply refl_eq.
-simplify.intro.
-rewrite > assoc_plus. 
-elim (H (n1-(S m)) m).
-change with (n1=(S m)+(n1-(S m))).
-rewrite < sym_plus.
-apply plus_minus_m_m.
-change with (m < n1).
-apply not_le_to_lt.exact H1.
-qed.
-
-theorem div_mod: \forall n,m:nat. O < m \to n=(n / m)*m+(n \mod m).
-intros 2.elim m.elim (not_le_Sn_O O H).
-simplify.
-apply div_aux_mod_aux.
-qed.
-
-inductive div_mod_spec (n,m,q,r:nat) : Prop \def
-div_mod_spec_intro: r < m \to n=q*m+r \to (div_mod_spec n m q r).
-
-(* 
-definition div_mod_spec : nat \to nat \to nat \to nat \to Prop \def
-\lambda n,m,q,r:nat.r < m \land n=q*m+r).
-*)
-
-theorem div_mod_spec_to_not_eq_O: \forall n,m,q,r.(div_mod_spec n m q r) \to m \neq O.
-intros 4.unfold Not.intros.elim H.absurd (le (S r) O).
-rewrite < H1.assumption.
-exact (not_le_Sn_O r).
-qed.
-
-theorem div_mod_spec_div_mod: 
-\forall n,m. O < m \to (div_mod_spec n m (n / m) (n \mod m)).
-intros.
-apply div_mod_spec_intro.
-apply lt_mod_m_m.assumption.
-apply div_mod.assumption.
-qed. 
-
-theorem div_mod_spec_to_eq :\forall a,b,q,r,q1,r1.
-(div_mod_spec a b q r) \to (div_mod_spec a b q1 r1) \to 
-(eq nat q q1).
-intros.elim H.elim H1.
-apply (nat_compare_elim q q1).intro.
-apply False_ind.
-cut (eq nat ((q1-q)*b+r1) r).
-cut (b \leq (q1-q)*b+r1).
-cut (b \leq r).
-apply (lt_to_not_le r b H2 Hcut2).
-elim Hcut.assumption.
-apply (trans_le ? ((q1-q)*b)).
-apply le_times_n.
-apply le_SO_minus.exact H6.
-rewrite < sym_plus.
-apply le_plus_n.
-rewrite < sym_times.
-rewrite > distr_times_minus.
-rewrite > plus_minus.
-rewrite > sym_times.
-rewrite < H5.
-rewrite < sym_times.
-apply plus_to_minus.
-apply H3.
-apply le_times_r.
-apply lt_to_le.
-apply H6.
-(* eq case *)
-intros.assumption.
-(* the following case is symmetric *)
-intro.
-apply False_ind.
-cut (eq nat ((q-q1)*b+r) r1).
-cut (b \leq (q-q1)*b+r).
-cut (b \leq r1).
-apply (lt_to_not_le r1 b H4 Hcut2).
-elim Hcut.assumption.
-apply (trans_le ? ((q-q1)*b)).
-apply le_times_n.
-apply le_SO_minus.exact H6.
-rewrite < sym_plus.
-apply le_plus_n.
-rewrite < sym_times.
-rewrite > distr_times_minus.
-rewrite > plus_minus.
-rewrite > sym_times.
-rewrite < H3.
-rewrite < sym_times.
-apply plus_to_minus.
-apply H5.
-apply le_times_r.
-apply lt_to_le.
-apply H6.
-qed.
-
-theorem div_mod_spec_to_eq2 :\forall a,b,q,r,q1,r1.
-(div_mod_spec a b q r) \to (div_mod_spec a b q1 r1) \to 
-(eq nat r r1).
-intros.elim H.elim H1.
-apply (inj_plus_r (q*b)).
-rewrite < H3.
-rewrite > (div_mod_spec_to_eq a b q r q1 r1 H H1).
-assumption.
-qed.
-
-theorem div_mod_spec_times : \forall n,m:nat.div_mod_spec ((S n)*m) (S n) m O.
-intros.constructor 1.
-unfold lt.apply le_S_S.apply le_O_n.
-rewrite < plus_n_O.rewrite < sym_times.reflexivity.
-qed.
-
-(* some properties of div and mod *)
-theorem div_times: \forall n,m:nat. ((S n)*m) / (S n) = m.
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq ((S n)*m) (S n) ? ? ? O).
-goal 15. (* ?11 is closed with the following tactics *)
-apply div_mod_spec_div_mod.
-unfold lt.apply le_S_S.apply le_O_n.
-apply div_mod_spec_times.
-qed.
-
-theorem div_n_n: \forall n:nat. O < n \to n / n = S O.
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq n n (n / n) (n \mod n) (S O) O).
-apply div_mod_spec_div_mod.assumption.
-constructor 1.assumption.
-rewrite < plus_n_O.simplify.rewrite < plus_n_O.reflexivity.
-qed.
-
-theorem eq_div_O: \forall n,m. n < m \to n / m = O.
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq n m (n/m) (n \mod m) O n).
-apply div_mod_spec_div_mod.
-apply (le_to_lt_to_lt O n m).
-apply le_O_n.assumption.
-constructor 1.assumption.reflexivity.
-qed.
-
-theorem mod_n_n: \forall n:nat. O < n \to n \mod n = O.
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq2 n n (n / n) (n \mod n) (S O) O).
-apply div_mod_spec_div_mod.assumption.
-constructor 1.assumption.
-rewrite < plus_n_O.simplify.rewrite < plus_n_O.reflexivity.
-qed.
-
-theorem mod_S: \forall n,m:nat. O < m \to S (n \mod m) < m \to 
-((S n) \mod m) = S (n \mod m).
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq2 (S n) m ((S n) / m) ((S n) \mod m) (n / m) (S (n \mod m))).
-apply div_mod_spec_div_mod.assumption.
-constructor 1.assumption.rewrite < plus_n_Sm.
-apply eq_f.
-apply div_mod.
-assumption.
-qed.
-
-theorem mod_O_n: \forall n:nat.O \mod n = O.
-intro.elim n.simplify.reflexivity.
-simplify.reflexivity.
-qed.
-
-theorem lt_to_eq_mod:\forall n,m:nat. n < m \to n \mod m = n.
-intros.
-apply (div_mod_spec_to_eq2 n m (n/m) (n \mod m) O n).
-apply div_mod_spec_div_mod.
-apply (le_to_lt_to_lt O n m).apply le_O_n.assumption.
-constructor 1.
-assumption.reflexivity.
-qed.
-
-(* injectivity *)
-theorem injective_times_r: \forall n:nat.injective nat nat (\lambda m:nat.(S n)*m).
-change with (\forall n,p,q:nat.(S n)*p = (S n)*q \to p=q).
-intros.
-rewrite < (div_times n).
-rewrite < (div_times n q).
-apply eq_f2.assumption.
-reflexivity.
-qed.
-
-variant inj_times_r : \forall n,p,q:nat.(S n)*p = (S n)*q \to p=q \def
-injective_times_r.
-
-theorem lt_O_to_injective_times_r: \forall n:nat. O < n \to injective nat nat (\lambda m:nat.n*m).
-change with (\forall n. O < n \to \forall p,q:nat.n*p = n*q \to p=q).
-intros 4.
-apply (lt_O_n_elim n H).intros.
-apply (inj_times_r m).assumption.
-qed.
-
-variant inj_times_r1:\forall n. O < n \to \forall p,q:nat.n*p = n*q \to p=q
-\def lt_O_to_injective_times_r.
-
-theorem injective_times_l: \forall n:nat.injective nat nat (\lambda m:nat.m*(S n)).
-change with (\forall n,p,q:nat.p*(S n) = q*(S n) \to p=q).
-intros.
-apply (inj_times_r n p q).
-rewrite < sym_times.
-rewrite < (sym_times q).
-assumption.
-qed.
-
-variant inj_times_l : \forall n,p,q:nat. p*(S n) = q*(S n) \to p=q \def
-injective_times_l.
-
-theorem lt_O_to_injective_times_l: \forall n:nat. O < n \to injective nat nat (\lambda m:nat.m*n).
-change with (\forall n. O < n \to \forall p,q:nat.p*n = q*n \to p=q).
-intros 4.
-apply (lt_O_n_elim n H).intros.
-apply (inj_times_l m).assumption.
-qed.
-
-variant inj_times_l1:\forall n. O < n \to \forall p,q:nat.p*n = q*n \to p=q
-\def lt_O_to_injective_times_l.