]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/software/matita/contribs/dama/dama/models/q_function.ma
shift almost done
[helm.git] / helm / software / matita / contribs / dama / dama / models / q_function.ma
index d3d63233c37520c7d982a414ed767a51f6eaa64f..3275f86f04134d6c1743ca397651ae1457aa923f 100644 (file)
 include "nat_ordered_set.ma".
 include "models/q_bars.ma".
 
-axiom le_le_eq: ∀x,y:Q. x ≤ y → y ≤ x → x = y.
+lemma key:
+  ∀n,m,l.
+    sum_bases l n < sum_bases l (S m) →
+    sum_bases l m < sum_bases l (S n) →
+    n = m.
+intros 2; apply (nat_elim2 ???? n m);
+[1: intro X; cases X; intros; [reflexivity] cases (?:False);
+    cases l in H H1; simplify; intros;
+    apply (q_lt_le_incompat ??? (sum_bases_ge_OQ ? n1));
+    apply (q_lt_canc_plus_r ??? H1); 
+|2: intros 2; cases l; simplify; intros; cases (?:False); 
+    apply (q_lt_le_incompat ??? (sum_bases_ge_OQ ? n1));
+    apply (q_lt_canc_plus_r ??? H); (* magia ... *) 
+|3: intros 4; cases l; simplify; intros; 
+    [1: rewrite > (H []); [reflexivity]
+        apply (q_lt_canc_plus_r ??(Qpos one)); assumption;
+    |2: rewrite > (H l1); [reflexivity]
+        apply (q_lt_canc_plus_r ??(Qpos (\fst b))); assumption;]]
+qed.
 
 lemma initial_shift_same_values:
   ∀l1:q_f.∀init.init < start l1 →
    same_values l1 
      (mk_q_f init (〈\fst (unpos (start l1 - init) ?),OQ〉:: bars l1)).  
-[apply hide; apply q_lt_minus; rewrite > q_plus_sym; rewrite > q_plus_OQ; assumption]
+[apply q_lt_minus; rewrite > q_plus_sym; rewrite > q_plus_OQ; assumption]
 intros; generalize in ⊢ (? ? (? ? (? ? (? ? ? (? ? ? (? ? %)) ?) ?))); intro;
 cases (unpos (start l1-init) H1); intro input;
 simplify in ⊢ (? ? ? (? ? ? (? ? ? (? (? ? (? ? (? ? ? % ?) ?)) ?))));
-cases (value (mk_q_f init (〈w,OQ〉::bars l1)) input);
-simplify in ⊢ (? ? ? (? ? ? %));
-cases (q_cmp input (start (mk_q_f init (〈w,OQ〉::bars l1)))) in H3;
-whd in ⊢ (% → ?); simplify in H3;
-[1: intro; cases H4; clear H4; rewrite > H3;
-    cases (value l1 init); simplify; cases (q_cmp init (start l1)) in H4;
-    [1: cases (?:False); apply (q_lt_corefl init); rewrite > H4 in ⊢ (?? %); apply H;
-    |3: cases (?:False); apply (q_lt_antisym init (start l1)); assumption;
-    |2: whd in ⊢ (% → ?); intro; rewrite > H8; clear H8 H4;
-        rewrite > H7; clear H7; rewrite > (?:\fst w1 = O); [reflexivity]
-        symmetry; apply le_n_O_to_eq;
-        rewrite > (sum_bases_O (mk_q_f init (〈w,OQ〉::bars l1)) (\fst w1)); [apply le_n]   
-        clear H6 w2; simplify in H5:(? ? (? ? %));  
-        destruct H3; rewrite > q_d_x_x in H5; assumption;]
-|2: intros; cases (value l1 input); simplify in ⊢ (? ? (? ? ? %) ?);
-    cases (q_cmp input (start l1)) in H5; whd in ⊢ (% → ?);
-    [1: cases (?:False); clear w2 H4 w1 H2 w H1; 
-        apply (q_lt_antisym init (start l1)); [assumption] rewrite < H5; assumption
-    |2: intros; rewrite > H6; clear H6; rewrite > H4; reflexivity;
-    |3: cases (?:False); apply (q_lt_antisym input (start l1)); [2: assumption]
-        apply (q_lt_trans ??? H3 H);]
-|3: intro; cases H4; clear H4;   
-    cases (value l1 input); simplify; cases (q_cmp input (start l1)) in H4; whd in ⊢ (% → ?);
-    [1: intro; cases H8; clear H8; rewrite > H11; rewrite > H7; clear H11 H7;
-        simplify in ⊢ (? ? ? (? ? ? (? ? % ? ?)));
-        cut (\fst w1 = S (\fst w2)) as Key; [rewrite > Key; reflexivity;]
-        cut (\fst w2 = O); [2: clear H10;
-          symmetry; apply le_n_O_to_eq; rewrite > (sum_bases_O l1 (\fst w2)); [apply le_n]
-          apply (q_le_trans ??? H9); rewrite < H4; rewrite > q_d_x_x; 
-          apply q_eq_to_le; reflexivity;]
-        rewrite > Hcut; clear Hcut H10 H9; simplify in H5 H6;
-        cut (ⅆ[input,init] = Qpos w) as E; [2:
-          rewrite > H2; rewrite < H4; rewrite > q_d_sym; 
-          rewrite > q_d_noabs; [reflexivity] apply q_lt_to_le; assumption;]
-        cases (\fst w1) in H5 H6; intros;
-        [1: cases (?:False); clear H5; simplify in H6;
-            apply (q_lt_corefl ⅆ[input,init]);
-            rewrite > E in ⊢ (??%); rewrite < q_plus_OQ in ⊢ (??%);
-            rewrite > q_plus_sym; assumption;
-        |2: cases n in H5 H6; [intros; reflexivity] intros;
-            cases (?:False); clear H6; cases (bars l1) in H5; simplify; intros;
-            [apply (q_pos_OQ one);|apply (q_pos_OQ (\fst b));] 
-            apply (q_le_S ??? (sum_bases_ge_OQ ? n1));[apply []|3:apply l]
-            simplify in ⊢ (? (? (? % ?) ?) ?); rewrite < (q_plus_minus (Qpos w));
-            rewrite > q_elim_minus; apply q_le_minus_r; 
-            rewrite > q_elim_opp; rewrite < E in ⊢ (??%); assumption;]
-    |2: intros; rewrite > H8; rewrite > H7; clear H8 H7;
-        simplify in H5 H6 ⊢ %; 
-        cases (\fst w1) in H5 H6; [intros; reflexivity]
-        cases (bars l1);
-        [1: intros; simplify; elim n [reflexivity] simplify; assumption;
-        |2: simplify; intros; cases (?:False); clear H6;
-            apply (q_lt_le_incompat (input - init) (Qpos w) );
-            [1: rewrite > H2; do 2 rewrite > q_elim_minus;
-                apply q_lt_plus; rewrite > q_elim_minus;
-                rewrite < q_plus_assoc; rewrite < q_elim_minus;
-                rewrite > q_plus_minus;rewrite > q_plus_OQ; assumption;
-            |2: rewrite < q_d_noabs; [2: apply q_lt_to_le; assumption]
-                rewrite > q_d_sym
-                
-                ; apply (q_le_S ???? H5);apply sum_bases_ge_OQ;]]
-    |3: intro; cases H8; clear H8; rewrite > H11; rewrite > H7; clear H11 H7;
-        simplify in H5 H6 ⊢ (? ? ? (? ? ? (? ? % ? ?)));
-
-axiom nth_nil: ∀T,n.∀d:T. nth [] d n = d.
-
-lemma key:
-  ∀init,input,l1,w1,w2,w.
-  Qpos w = start l1 - init →   
-  init < start l1 → 
-  start l1 < input →
-  sum_bases (〈w,OQ〉::bars l1) w1 ≤ ⅆ[input,init] →
-    ⅆ[input,init] < sum_bases (bars l1) w1 + (start l1-init) →
-  sum_bases (bars l1) w2 ≤ ⅆ[input,start l1] →
-    ⅆ[input,start l1] < sum_bases (bars l1) (S w2) →
-    \snd (nth (bars l1) ▭ w2) = \snd (nth (〈w,OQ〉::bars l1) ▭ w1).
-intros 4 (init input l); cases l (st l);
-change in match (start (mk_q_f st l)) with st;
-change in match (bars (mk_q_f st l)) with l;
-elim l;
-[1: rewrite > nth_nil; cases w1 in H4;
-    [1: rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:
-          apply (q_le_trans ? st); apply q_lt_to_le; assumption]
-        do 2 rewrite > q_elim_minus; rewrite > q_plus_assoc;
-        intro X; lapply (q_lt_canc_plus_r ??? X) as Y;
-        simplify in Y; cases (?:False); 
-        apply (q_lt_corefl st); apply (q_lt_trans ??? H2);
-        apply (q_lt_le_trans ??? Y); rewrite > q_plus_sym; rewrite > q_plus_OQ;
-        apply q_eq_to_le; reflexivity;
-    |2: intros; simplify; rewrite > nth_nil; reflexivity;]       
-|2: FACTORIZE w1>0    
-    
-     (* interesting case: init < start < input *)
-        intro; cases H8; clear H8; rewrite > H11; rewrite > H7; clear H11 H7;
-        simplify in H5 H6 ⊢ (? ? ? (? ? ? (? ? % ? ?)));
-        elim (\fst w2) in H9 H10;
-        [1: elim (\fst w1) in H5 H6;
-            [1: cases (?:False); clear H5 H8 H7; 
-                apply (q_lt_antisym input (start l1)); [2: assumption]
-                rewrite > q_d_sym in H6; rewrite > q_d_noabs in H6; 
-                  [2: apply q_lt_to_le; assumption]
-                rewrite > q_plus_sym in H6; rewrite > q_plus_OQ in H6; 
-                rewrite > H2 in H6; apply (q_lt_canc_plus_r ?? (Qopp init)); 
-                do 2 rewrite < q_elim_minus; assumption;
-            |2: 
-                
-        cut (\fst w1 = S (\fst w2)) as Key; [rewrite > Key; reflexivity;]
-        cases (\fst w1) in H5 H6; intros; [1: 
-          cases (?:False); clear H5 H9 H10; 
-          apply (q_lt_antisym input (start l1)); [2: assumption]
-          rewrite > q_d_sym in H6; rewrite > q_d_noabs in H6; 
-            [2: apply q_lt_to_le; assumption]
-          rewrite > q_plus_sym in H6; rewrite > q_plus_OQ in H6; 
-          rewrite > H2 in H6; apply (q_lt_canc_plus_r ?? (Qopp init)); 
-          do 2 rewrite < q_elim_minus; assumption;]
-       apply eq_f;
-            cut (sum_bases (bars l1) (\fst w2) < sum_bases (bars l1) (S n));[2:
-              apply (q_le_lt_trans ??? H9);
-              apply (q_lt_trans ??? ? H6);
-              rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:apply q_lt_to_le;assumption]
-              rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:apply q_lt_to_le;assumption]
-              do 2 rewrite > q_elim_minus; rewrite > (q_plus_sym ? (Qopp init));
-              apply q_lt_plus; rewrite > q_plus_sym;
-              rewrite > q_elim_minus; rewrite < q_plus_assoc;
-              rewrite < q_elim_minus; rewrite > q_plus_minus;
-              rewrite > q_plus_OQ; apply q_lt_opp_opp; assumption]
-            clear H9 H6;
-            cut (ⅆ[input,init] - Qpos w = ⅆ[input,start l1]);[2:
-              rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:apply q_lt_to_le;assumption]
-              rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:apply q_lt_to_le;assumption]
-              rewrite > H2; rewrite > (q_elim_minus (start ?));
-              rewrite > q_minus_distrib; rewrite > q_elim_opp;
-              do 2 rewrite > q_elim_minus;
-              do 2 rewrite < q_plus_assoc;
-              rewrite > (q_plus_sym ? init);
-              rewrite > (q_plus_assoc ? init);
-              rewrite > (q_plus_sym ? init);
-              rewrite < (q_elim_minus init); rewrite > q_plus_minus;
-              rewrite > (q_plus_sym OQ); rewrite > q_plus_OQ;
-              rewrite < q_elim_minus; reflexivity;]
-            cut (sum_bases (bars l1) n < sum_bases (bars l1) (S (\fst w2)));[2:
-              apply (q_le_lt_trans ???? H10); rewrite < Hcut1;
-              rewrite > q_elim_minus; apply q_le_minus_r; rewrite > q_elim_opp;
-              assumption;] clear Hcut1 H5 H10;
-            generalize in match Hcut;generalize in match Hcut2;clear Hcut Hcut2; 
-            apply (nat_elim2 ???? n (\fst w2)); 
-            [3: intros (x y); apply eq_f; apply H5; clear H5;
-                [1: clear H7; apply sum_bases_lt_canc; assumption;
-                |2: clear H6; ]
-            |2: intros; cases (?:False); clear H6;
-                cases n1 in H5; intro;
-                [1: apply (q_lt_corefl ? H5);
-                |2: cases (bars l1) in H5; intro;
-                    [1: simplify in H5; 
-                        apply (q_lt_le_incompat ?? (q_lt_canc_plus_r ??? H5));
-                        apply q_le_plus_trans; [apply sum_bases_ge_OQ]
-                        apply q_le_OQ_Qpos;
-                    |2: simplify in H5:(??%);
-                        lapply (q_lt_canc_plus_r (sum_bases l (S n2)) ?? H5) as X;
-                        apply (q_lt_le_incompat ?? X); apply sum_bases_ge_OQ]]
-            |1: intro; cases n1 [intros; reflexivity] intros; cases (?:False);
-                elim n2 in H5 H6;
-            
-            
-             elim (bars l1) 0; 
-                [1: intro; elim n1; [reflexivity] cases (?:False);
-                 
-            
-                intros; clear H5;
-                elim n1 in H6; [reflexivity] cases (?:False);
-                [1: apply (q_lt_corefl ? H5);
-                |2: cases (bars l1) in H5; intro;
-                    [1: simplify in H5; 
-                        apply (q_lt_le_incompat ?? (q_lt_canc_plus_r ??? H5));
-                        apply q_le_plus_trans; [apply sum_bases_ge_OQ]
-                        apply q_le_OQ_Qpos;
-                    |2: simplify in H5:(??%);
-                        lapply (q_lt_canc_plus_r (sum_bases l (S n2)) ?? H5) as X;
-                        apply (q_lt_le_incompat ?? X); apply sum_bases_ge_OQ]]
+cases (value (mk_q_f init (〈w,OQ〉::bars l1)) input) (v1 Hv1); 
+cases Hv1 (HV1 HV1 HV1 HV1); cases HV1 (Hi1 Hv11 Hv12); clear HV1 Hv1;
+[1: cut (input < start l1) as K;[2: apply (q_lt_trans ??? Hi1 H)]
+    rewrite > (value_OQ_l ?? K); simplify; symmetry; assumption;
+|2: cut (start l1 + sum_bases (bars l1) (len (bars l1)) ≤ input) as K;[2: 
+      simplify in Hi1; apply (q_le_trans ???? Hi1); rewrite > H2;
+      rewrite > q_plus_sym in ⊢ (? ? (? ? %));
+      rewrite > q_plus_assoc; rewrite > q_elim_minus;
+      rewrite > q_plus_sym in ⊢ (? ? (? (? ? %) ?));
+      rewrite > q_plus_assoc; rewrite < q_elim_minus;
+      rewrite > q_plus_minus; rewrite > q_plus_sym in ⊢ (? ? (? % ?));
+      rewrite > q_plus_OQ; apply q_eq_to_le; reflexivity;] 
+    rewrite > (value_OQ_r ?? K); simplify; symmetry; assumption;
+|3: simplify in Hi1; destruct Hi1;
+|4: cases (q_cmp input (start l1));
+    [2: rewrite > (value_OQ_l ?? H4); 
+        change with (OQ = \snd v1); rewrite > Hv12;
+        cases H3; clear H3; simplify in H5; cases (\fst v1) in H5;[intros;reflexivity]
+        simplify; rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2:cases Hi1; apply H5]
+        rewrite > H2; do 2 rewrite > q_elim_minus;rewrite > q_plus_assoc;
+        intro X; lapply (q_le_canc_plus_r ??? X) as Y; clear X; 
+        (* OK *)
+    |1,3: cases Hi1; clear Hi1; cases H3; clear H3;
+        simplify in H5 H6 H8 H9 H7:(? ? (? % %)) ⊢ (? ? ? (? ? ? %));     
+        generalize in match (refl_eq ? (bars l1):bars l1 = bars l1);
+        generalize in ⊢ (???% → ?); intro X; cases X; clear X; intro Hb;
+        [1,3: rewrite > (value_OQ_e ?? Hb); rewrite > Hv12; rewrite > Hb in Hv11 ⊢ %;
+            simplify in Hv11 ⊢ %; cases (\fst v1) in Hv11; [1,3:intros; reflexivity]
+            cases n; [1,3: intros; reflexivity] intro X; cases (not_le_Sn_O ? (le_S_S_to_le ?? X));
+        |2,4: cases (value_ok l1 input);
+            [1,5: rewrite > Hv12; rewrite > Hb; clear Hv12; simplify;
+                rewrite > H10; rewrite > Hb;
+                cut (O < \fst v1);[2,4: cases (\fst v1) in H9; intros; [2,4: autobatch]
+                cases (?:False); generalize in match H9;
+                  rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2,4: assumption]
+                  rewrite > H2; simplify; rewrite > q_plus_sym; rewrite > q_plus_OQ;
+                  repeat rewrite > q_elim_minus;
+                  intro X; lapply (q_lt_canc_plus_r ??? X) as Y;
+                  apply (q_lt_le_incompat ?? Y);
+                  [apply q_eq_to_le;symmetry|apply q_lt_to_le] assumption;]
+                cases (\fst v1) in H8 H9 Hcut; [1,3:intros (_ _ X); cases (not_le_Sn_O ? X)]
+                intros; clear H13; simplify;
+                rewrite > (key n n1 (b::l)); [1,4: reflexivity] rewrite < Hb;
+                [2,4: simplify in H8; apply (q_le_lt_trans ??? (q_le_plus_r ??? H8));
+                      apply (q_le_lt_trans ???? H12); rewrite > H2;
+                      rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; [2,4: assumption]
+                      rewrite > (q_elim_minus (start l1) init); rewrite > q_minus_distrib;
+                      rewrite > q_elim_opp; repeat rewrite > q_elim_minus;
+                      rewrite < q_plus_assoc; rewrite > (q_plus_sym ? init);
+                      rewrite > q_plus_assoc;rewrite < q_plus_assoc in ⊢ (? (? % ?) ?);
+                      rewrite > (q_plus_sym ? init); do 2 rewrite < q_elim_minus;
+                      rewrite > q_plus_minus; rewrite > q_plus_OQ;
+                      rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs; 
+                        [2,4: [apply q_eq_to_le; symmetry|apply q_lt_to_le] assumption]
+                      apply q_eq_to_le; reflexivity;
+                |*: apply (q_le_lt_trans ??? H11);
+                    rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs;
+                      [2,4: [apply q_eq_to_le; symmetry|apply q_lt_to_le] assumption]
+                    generalize in match H9; rewrite > q_d_sym; rewrite > q_d_noabs;
+                      [2,4: assumption]  
+                    rewrite > H2; intro X; 
+                    lapply (q_lt_inj_plus_r ?? (Qopp (start l1-init)) X) as Y; clear X;
+                    rewrite < q_plus_assoc in Y; repeat rewrite < q_elim_minus in Y;
+                    rewrite > q_plus_minus in Y; rewrite > q_plus_OQ in Y;
+                    apply (q_le_lt_trans ???? Y); 
+                    rewrite > (q_elim_minus (start l1) init); rewrite > q_minus_distrib;
+                    rewrite > q_elim_opp; repeat rewrite > q_elim_minus;
+                    rewrite < q_plus_assoc; rewrite > (q_plus_sym ? init);
+                    rewrite > q_plus_assoc;rewrite < q_plus_assoc in ⊢ (? ? (? % ?));
+                    rewrite > (q_plus_sym ? init); rewrite < (q_elim_minus init);
+                    rewrite > q_plus_minus; rewrite > q_plus_OQ;
+                    apply q_eq_to_le; reflexivity;]
+            |2,6: rewrite > Hb; intro W; destruct W;
+            |3,7: [apply q_eq_to_le;symmetry|apply q_lt_to_le] assumption;
+            |4,8: apply (q_lt_le_trans ??? H7); rewrite > H2;
+                  rewrite > q_plus_sym; rewrite < q_plus_assoc;
+                  rewrite > q_plus_sym; apply q_le_inj_plus_r;
+                  apply q_le_minus; apply q_eq_to_le; reflexivity;]]]
 qed.