]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/dama/groups.ma
snapshot
[helm.git] / matita / dama / groups.ma
index a35b43d3b9c5dfa27aa8e245f7b69460d93f76c3..f2b4bd01cfc47198e66f7a52130c38410778b7c9 100644 (file)
@@ -36,13 +36,13 @@ record abelian_group : Type ≝
    plus: carr → carr → carr;
    zero: carr;
    opp: carr → carr;
-   plus_assoc: associative ? plus (eq carr);
-   plus_comm: commutative ? plus (eq carr);
-   zero_neutral: left_neutral ? plus zero;
-   opp_inverse: left_inverse ? plus zero opp;
+   plus_assoc_: associative ? plus (eq carr);
+   plus_comm_: commutative ? plus (eq carr);
+   zero_neutral_: left_neutral ? plus zero;
+   opp_inverse_: left_inverse ? plus zero opp;
    plus_strong_ext: ∀z.strong_ext ? (plus z)  
 }.
+
 notation "0" with precedence 89 for @{ 'zero }.
 
 interpretation "Abelian group zero" 'zero =
@@ -59,16 +59,11 @@ definition minus ≝
 
 interpretation "Abelian group minus" 'minus a b =
  (cic:/matita/groups/minus.con _ a b).
-lemma ap_rewl: ∀A:apartness.∀x,z,y:A. x ≈ y → y # z → x # z.
-intros (A x z y Exy Ayz); cases (ap_cotransitive ???x Ayz); [2:assumption]
-cases (Exy (ap_symmetric ??? a));
-qed.
-  
-lemma ap_rewr: ∀A:apartness.∀x,z,y:A. x ≈ y → z # y → z # x.
-intros (A x z y Exy Azy); apply ap_symmetric; apply (ap_rewl ???? Exy);
-apply ap_symmetric; assumption;
-qed.
+
+lemma plus_assoc: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G.x+(y+z)≈x+y+z ≝ plus_assoc_. 
+lemma plus_comm: ∀G:abelian_group.∀x,y:G.x+y≈y+x ≝ plus_comm_. 
+lemma zero_neutral: ∀G:abelian_group.∀x:G.0+x≈x ≝ zero_neutral_. 
+lemma opp_inverse: ∀G:abelian_group.∀x:G.-x+x≈0 ≝ opp_inverse_.
 
 definition ext ≝ λA:apartness.λop:A→A. ∀x,y. x ≈ y → op x ≈ op y.
 
@@ -76,10 +71,12 @@ lemma strong_ext_to_ext: ∀A:apartness.∀op:A→A. strong_ext ? op → ext ? o
 intros 6 (A op SEop x y Exy); intro Axy; apply Exy; apply SEop; assumption;
 qed. 
 
-lemma f_plusl: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y ≈ z →  x+y ≈ x+z.
+lemma feq_plusl: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y ≈ z →  x+y ≈ x+z.
 intros (G x y z Eyz); apply (strong_ext_to_ext ?? (plus_strong_ext ? x));
 assumption;
 qed.  
+
+coercion cic:/matita/groups/feq_plusl.con nocomposites.
    
 lemma plus_strong_extr: ∀G:abelian_group.∀z:G.strong_ext ? (λx.x + z).
 intros 5 (G z x y A); simplify in A;
@@ -93,6 +90,18 @@ intros (G x y z Eyz); apply (strong_ext_to_ext ?? (plus_strong_extr ? x));
 assumption;
 qed.   
    
+coercion cic:/matita/groups/feq_plusr.con nocomposites.
+
+(* generation of coercions to make *_rew[lr] easier *)
+lemma feq_plusr_sym_: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G.z ≈ y →  y+x ≈ z+x.
+compose feq_plusr with eq_sym (H); apply H; assumption;
+qed.
+coercion cic:/matita/groups/feq_plusr_sym_.con nocomposites.
+lemma feq_plusl_sym_: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G.z ≈ y →  x+y ≈ x+z.
+compose feq_plusl with eq_sym (H); apply H; assumption;
+qed.
+coercion cic:/matita/groups/feq_plusl_sym_.con nocomposites.
+      
 lemma fap_plusl: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y # z →  x+y # x+z. 
 intros (G x y z Ayz); apply (plus_strong_ext ? (-x));
 apply (ap_rewl ??? ((-x + x) + y));
@@ -101,51 +110,98 @@ apply (ap_rewl ??? ((-x + x) + y));
     [1: apply plus_assoc; 
     |2: apply (ap_rewl ??? (0 + y));
         [1: apply (feq_plusr ???? (opp_inverse ??)); 
-        |2: apply (ap_rewl ???? (zero_neutral ? y)); apply (ap_rewr ??? (0 + z));
-            [1: apply (feq_plusr ???? (opp_inverse ??)); 
-            |2: apply (ap_rewr ???? (zero_neutral ? z)); assumption;]]]]
+        |2: apply (ap_rewl ???? (zero_neutral ? y)); 
+            apply (ap_rewr ??? (0 + z) (opp_inverse ??)); 
+            apply (ap_rewr ???? (zero_neutral ??)); assumption;]]]
 qed.
 
-lemma plus_canc: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. x+y ≈ x+z → y ≈ z. 
-intros 6 (G x y z E Ayz); apply E; apply fap_plusl; assumption;
-qed. 
+lemma fap_plusr: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y # z →  y+x # z+x. 
+intros (G x y z Ayz); apply (plus_strong_extr ? (-x));
+apply (ap_rewl ??? (y + (x + -x)));
+[1: apply (eq_sym ??? (plus_assoc ????)); 
+|2: apply (ap_rewr ??? (z + (x + -x)));
+    [1: apply (eq_sym ??? (plus_assoc ????)); 
+    |2: apply (ap_rewl ??? (y + (-x+x)) (plus_comm ? x (-x)));
+        apply (ap_rewl ??? (y + 0) (opp_inverse ??));
+        apply (ap_rewl ??? (0 + y) (plus_comm ???));
+        apply (ap_rewl ??? y (zero_neutral ??));
+        apply (ap_rewr ??? (z + (-x+x)) (plus_comm ? x (-x)));
+        apply (ap_rewr ??? (z + 0) (opp_inverse ??));
+        apply (ap_rewr ??? (0 + z) (plus_comm ???));
+        apply (ap_rewr ??? z (zero_neutral ??));
+        assumption]]
+qed.
+    
+lemma plus_cancl: ∀G:abelian_group.∀y,z,x:G. x+y ≈ x+z → y ≈ z. 
+intros 6 (G y z x E Ayz); apply E; apply fap_plusl; assumption;
+qed.
+
+lemma plus_cancr: ∀G:abelian_group.∀y,z,x:G. y+x ≈ z+x → y ≈ z. 
+intros 6 (G y z x E Ayz); apply E; apply fap_plusr; assumption;
+qed.
+
+theorem eq_opp_plus_plus_opp_opp: 
+  ∀G:abelian_group.∀x,y:G. -(x+y) ≈ -x + -y.
+intros (G x y); apply (plus_cancr ??? (x+y));
+apply (eq_trans ?? 0 ? (opp_inverse ??));
+apply (eq_trans ?? (-x + -y + x + y)); [2: apply (eq_sym ??? (plus_assoc ????))]
+apply (eq_trans ?? (-y + -x + x + y)); [2: repeat apply feq_plusr; apply plus_comm]
+apply (eq_trans ?? (-y + (-x + x) + y)); [2: apply feq_plusr; apply plus_assoc;]
+apply (eq_trans ?? (-y + 0 + y)); 
+  [2: apply feq_plusr; apply feq_plusl; apply eq_sym; apply opp_inverse]
+apply (eq_trans ?? (-y + y)); 
+  [2: apply feq_plusr; apply eq_sym; 
+      apply (eq_trans ?? (0+-y)); [apply plus_comm|apply zero_neutral]]
+apply eq_sym; apply opp_inverse.
+qed.
+
+theorem eq_opp_opp_x_x: ∀G:abelian_group.∀x:G.--x ≈ x.
+intros (G x); apply (plus_cancl ??? (-x));
+apply (eq_trans ?? (--x + -x)); [apply plus_comm]
+apply (eq_trans ?? 0); [apply opp_inverse]
+apply eq_sym; apply opp_inverse;
+qed.
+
+theorem eq_zero_opp_zero: ∀G:abelian_group.0 ≈ -0. [assumption]
+intro G; apply (plus_cancr ??? 0);
+apply (eq_trans ?? 0); [apply zero_neutral;]
+apply eq_sym; apply opp_inverse;
+qed.
+
+lemma feq_oppr: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y ≈ z → x ≈ -y → x ≈ -z.
+intros (G x y z H1 H2); apply (plus_cancr ??? z);
+apply (eq_trans ?? 0 ?? (opp_inverse ?z));
+apply (eq_trans ?? (-y + z) ? H2);
+apply (eq_trans ?? (-y + y) ? H1);
+apply (eq_trans ?? 0 ? (opp_inverse ??));
+apply eq_reflexive;
+qed.
+
+lemma feq_oppl: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. y ≈ z → -y ≈ x → -z ≈ x.
+intros (G x y z H1 H2); apply eq_sym; apply (feq_oppr ??y);
+[2:apply eq_sym] assumption;
+qed.
+
+lemma feq_opp: ∀G:abelian_group.∀x,y:G. x ≈ y → -x ≈ -y.
+intros (G x y H); apply (feq_oppl ??y ? H); apply eq_reflexive;
+qed.
+
+coercion cic:/matita/groups/feq_opp.con nocomposites.
+
+lemma eq_opp_sym: ∀G:abelian_group.∀x,y:G. y ≈ x → -x ≈ -y.
+compose feq_opp with eq_sym (H); apply H; assumption;
+qed.
+
+coercion cic:/matita/groups/eq_opp_sym.con nocomposites.
+
+lemma eq_opp_plusr: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. x ≈ y → -(x + z) ≈ -(y + z).
+compose feq_plusr with feq_opp(H); apply H; assumption;
+qed.
+
+coercion cic:/matita/groups/eq_opp_plusr.con nocomposites.
+
+lemma eq_opp_plusl: ∀G:abelian_group.∀x,y,z:G. x ≈ y → -(z + x) ≈ -(z + y).
+compose feq_plusl with feq_opp(H); apply H; assumption;
+qed.
 
-(*
-
-theorem eq_opp_plus_plus_opp_opp: ∀G:abelian_group.∀x,y:G. -(x+y) = -x + -y.
- intros;
- apply (cancellationlaw ? (x+y));
- rewrite < plus_comm;
- rewrite > opp_inverse;
- rewrite > plus_assoc;
- rewrite > plus_comm in ⊢ (? ? ? (? ? ? (? ? ? %)));
- rewrite < plus_assoc in ⊢ (? ? ? (? ? ? %));
- rewrite > plus_comm;
- rewrite > plus_comm in ⊢ (? ? ? (? ? (? ? % ?) ?));
- rewrite > opp_inverse;
- rewrite > zero_neutral;
- rewrite > opp_inverse;
- reflexivity.
-qed.
-
-theorem eq_opp_opp_x_x: ∀G:abelian_group.∀x:G.--x=x.
- intros;
- apply (cancellationlaw ? (-x));
- rewrite > opp_inverse;
- rewrite > plus_comm;
- rewrite > opp_inverse;
- reflexivity.
-qed.
-
-theorem eq_zero_opp_zero: ∀G:abelian_group.0=-0.
- [ assumption
- | intros;
-   apply (cancellationlaw ? 0);
-   rewrite < plus_comm in ⊢ (? ? ? %);
-   rewrite > opp_inverse;
-   rewrite > zero_neutral;
-   reflexivity
- ].
-qed.
-
-*)
\ No newline at end of file
+coercion cic:/matita/groups/eq_opp_plusl.con nocomposites.