]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/contribs/lambdadelta/delayed_updating/syntax/path_closed.ma
update in delayed_updating
[helm.git] / matita / matita / contribs / lambdadelta / delayed_updating / syntax / path_closed.ma
index fd7a9954fb8e94c3b6849f66070e4ac21eb4c842..3597b29d8a49b61280d4f6991022e47596d01c96 100644 (file)
 (**************************************************************************)
 
 include "delayed_updating/syntax/path.ma".
-include "delayed_updating/notation/functions/class_c_1.ma".
-include "ground/arith/nat_plus.ma".
-include "ground/arith/nat_pred_succ.ma".
+include "delayed_updating/notation/functions/class_c_3.ma".
+include "ground/arith/nat_plus_pred.ma".
 include "ground/lib/subset.ma".
+include "ground/lib/bool_and.ma".
 include "ground/generated/insert_eq_1.ma".
+include "ground/xoa/ex_3_2.ma".
 
 (* CLOSED CONDITION FOR PATH ************************************************)
 
-inductive pcc: relation2 nat path โ‰
+inductive pcc (o) (e): relation2 nat path โ‰
 | pcc_empty:
-  pcc (๐ŸŽ) (๐ž)
+  pcc o e e (๐ž)
 | pcc_d_dx (p) (n) (k):
-  pcc (n+ninj k) p โ†’ pcc n (pโ—–๐—ฑk)
+  (โ“‰ = o โ†’ n = โ†‘โ†“n) โ†’
+  pcc o e (n+ninj k) p โ†’ pcc o e n (pโ—–๐—ฑk)
 | pcc_m_dx (p) (n):
-  pcc n p โ†’ pcc n (pโ—–๐—บ)
+  pcc o e n p โ†’ pcc o e n (pโ—–๐—บ)
 | pcc_L_dx (p) (n):
-  pcc n p โ†’ pcc (โ†‘n) (pโ—–๐—Ÿ)
+  pcc o e n p โ†’ pcc o e (โ†‘n) (pโ—–๐—Ÿ)
 | pcc_A_dx (p) (n):
-  pcc n p โ†’ pcc n (pโ—–๐—”)
+  pcc o e n p โ†’ pcc o e n (pโ—–๐—”)
 | pcc_S_dx (p) (n):
-  pcc n p โ†’ pcc n (pโ—–๐—ฆ)
+  pcc o e n p โ†’ pcc o e n (pโ—–๐—ฆ)
 .
 
 interpretation
   "closed condition (path)"
-  'ClassC n = (pcc n).
+  'ClassC o n e = (pcc o e n).
+
+(* Advanced constructions ***************************************************)
+
+lemma pcc_false_d_dx (e) (p) (n) (k:pnat):
+      p ฯต ๐‚โจโ’ป,n+k,eโฉ โ†’ pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจโ’ป,n,eโฉ.
+#e #p #n #k #H0
+@pcc_d_dx [| // ]
+#H0 destruct
+qed.
+
+lemma pcc_true_d_dx (e) (p) (n:pnat) (k:pnat):
+      p ฯต ๐‚โจโ“‰,n+k,eโฉ โ†’ pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจโ“‰,n,eโฉ.
+/2 width=1 by pcc_d_dx/
+qed.
+
+lemma pcc_plus_bi_dx (o) (e) (p) (n):
+      p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’
+      โˆ€m. p ฯต ๐‚โจo,n+m,e+mโฉ.
+#o #e #p #n #H0 elim H0 -p -n //
+#p #n [ #k #Ho ] #_ #IH #m
+[|*: /2 width=1 by pcc_m_dx, pcc_L_dx, pcc_A_dx, pcc_S_dx/ ]
+@pcc_d_dx // -IH #H0
+>Ho -Ho // <nplus_succ_sn //
+qed.
 
 (* Basic inversions ********************************************************)
 
-lemma pcc_inv_empty (n):
-      (๐ž) ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ ๐ŸŽ = n.
-#n @(insert_eq_1 โ€ฆ (๐ž))
+lemma pcc_inv_empty (o) (e) (n):
+      (๐ž) ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ e = n.
+#o #e #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (๐ž))
 #x * -n //
-#p #n [ #k ] #_ #H0 destruct
+#p #n [ #k #_ ] #_ #H0 destruct
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_d_dx (p) (n) (k):
-      pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจn+kโฉ.
-#p #n #h @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—ฑh))
+(**) (* alias *)
+alias symbol "DownArrow" (instance 4) = "predecessor (non-negative integers)".
+alias symbol "UpArrow" (instance 3) = "successor (non-negative integers)".
+alias symbol "and" (instance 1) = "logical and".
+
+lemma pcc_inv_d_dx (o) (e) (p) (n) (k):
+      pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’
+      โˆงโˆง (โ“‰ = o โ†’ n = โ†‘โ†“n)
+       & p ฯต ๐‚โจo,n+k,eโฉ.
+#o #e #p #n #h @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—ฑh))
 #x * -x -n
-[|*: #x #n [ #k ] #Hx ] #H0 destruct //
+[|*: #x #n [ #k #Ho ] #Hx ] #H0 destruct
+/3 width=1 by conj/
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_m_dx (p) (n):
-      pโ—–๐—บ ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจnโฉ.
-#p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—บ))
+lemma pcc_inv_m_dx (o) (e) (p) (n):
+      pโ—–๐—บ ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—บ))
 #x * -x -n
-[|*: #x #n [ #k ] #Hx ] #H0 destruct //
+[|*: #x #n [ #k #_ ] #Hx ] #H0 destruct //
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_L_dx (p) (n):
-      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’
-      โˆงโˆง p ฯต ๐‚โจโ†“nโฉ & โ†‘โ†“n = n.
-#p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—Ÿ))
+lemma pcc_inv_L_dx (o) (e) (p) (n):
+      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’
+      โˆงโˆง p ฯต ๐‚โจo,โ†“n,eโฉ & n = โ†‘โ†“n.
+#o #e #p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—Ÿ))
 #x * -x -n
-[|*: #x #n [ #k ] #Hx ] #H0 destruct
+[|*: #x #n [ #k #_ ] #Hx ] #H0 destruct
 <npred_succ /2 width=1 by conj/
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_A_dx (p) (n):
-      pโ—–๐—” ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจnโฉ.
-#p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—”))
+lemma pcc_inv_A_dx (o) (e) (p) (n):
+      pโ—–๐—” ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—”))
 #x * -x -n
-[|*: #x #n [ #k ] #Hx ] #H0 destruct //
+[|*: #x #n [ #k #_ ] #Hx ] #H0 destruct //
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_S_dx (p) (n):
-      pโ—–๐—ฆ ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจnโฉ.
-#p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—ฆ))
+lemma pcc_inv_S_dx (o) (e) (p) (n):
+      pโ—–๐—ฆ ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #p #n @(insert_eq_1 โ€ฆ (pโ—–๐—ฆ))
 #x * -x -n
-[|*: #x #n [ #k ] #Hx ] #H0 destruct //
+[|*: #x #n [ #k #_ ] #Hx ] #H0 destruct //
+qed-.
+
+(* Advanced destructions ****************************************************)
+
+lemma pcc_des_d_dx (o) (e) (p) (n) (k):
+      pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo,n+k,eโฉ.
+#o #e #p #n #k #H0
+elim (pcc_inv_d_dx โ€ฆ H0) -H0 #H1 #H2 //
+qed-.
+
+lemma pcc_des_gen (o) (e) (p) (n):
+      p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจโ’ป,n,eโฉ.
+#o #e #p #n #H0 elim H0 -p -n //
+#p #n [ #k #Ho ] #_ #IH
+/2 width=1 by pcc_m_dx, pcc_L_dx, pcc_A_dx, pcc_S_dx, pcc_false_d_dx/
 qed-.
 
 (* Advanced inversions ******************************************************)
 
-lemma pcc_inv_empty_succ (n):
-      (๐ž) ฯต ๐‚โจโ†‘nโฉ โ†’ โŠฅ.
-#n #H0
+lemma pcc_inv_empty_succ_zero (o) (n):
+      (๐ž) ฯต ๐‚โจo,โ†‘n,๐ŸŽโฉ โ†’ โŠฅ.
+#o #n #H0
 lapply (pcc_inv_empty โ€ฆ H0) -H0 #H0
 /2 width=7 by eq_inv_zero_nsucc/
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_L_dx_zero (p):
-      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจ๐ŸŽโฉ โ†’ โŠฅ.
-#p #H0
+lemma pcc_true_inv_d_dx_zero_sn (e) (p) (k):
+      pโ—–๐—ฑk ฯต ๐‚โจโ“‰,๐ŸŽ, eโฉ โ†’ โŠฅ.
+#e #p #k #H0
+elim (pcc_inv_d_dx โ€ฆ H0) -H0 #H0 #_
+elim (eq_inv_zero_nsucc โ€ฆ (H0 ?)) -H0 //
+qed-.
+
+lemma pcc_inv_L_dx_zero_sn (o) (e) (p):
+      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจo,๐ŸŽ,eโฉ โ†’ โŠฅ.
+#o #e #p #H0
 elim (pcc_inv_L_dx โ€ฆ H0) -H0 #_ #H0
-/2 width=7 by eq_inv_nsucc_zero/
+/2 width=7 by eq_inv_zero_nsucc/
 qed-.
 
-lemma pcc_inv_L_dx_succ (p) (n):
-      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจโ†‘nโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจnโฉ.
-#p #n #H0
+lemma pcc_inv_L_dx_succ (o) (e) (p) (n):
+      pโ—–๐—Ÿ ฯต ๐‚โจo,โ†‘n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #p #n #H0
 elim (pcc_inv_L_dx โ€ฆ H0) -H0 //
 qed-.
 
+(* Constructions with land **************************************************)
+
+lemma pcc_land_dx (o1) (o2) (e) (p) (n):
+      p ฯต ๐‚โจo1,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo1โˆงo2,n,eโฉ.
+#o1 * /2 width=2 by pcc_des_gen/
+qed.
+
+lemma pcc_land_sn (o1) (o2) (e) (p) (n):
+      p ฯต ๐‚โจo2,n,eโฉ โ†’ p ฯต ๐‚โจo1โˆงo2,n,eโฉ.
+* /2 width=2 by pcc_des_gen/
+qed.
+
 (* Main constructions with path_append **************************************)
 
-theorem pcc_append_bi (p) (q) (m) (n):
-        p ฯต ๐‚โจmโฉ โ†’ q ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ pโ—q ฯต ๐‚โจm+nโฉ.
-#p #q #m #n #Hm #Hm elim Hm -Hm // -Hm
-#p #n [ #k ] #_ #IH [3: <nplus_succ_dx ]
-/2 width=1 by pcc_d_dx, pcc_m_dx, pcc_L_dx, pcc_A_dx, pcc_S_dx/
+theorem pcc_append_bi (o1) (o2) (e1) (e2) (p) (q) (m) (n):
+        p ฯต ๐‚โจo1,m,e1โฉ โ†’ q ฯต ๐‚โจo2,n,e2โฉ โ†’ pโ—q ฯต ๐‚โจo1โˆงo2,m+n,e1+e2โฉ.
+#o1 #o2 #e1 #e2 #p #q #m #n #Hm #Hn elim Hn -q -n
+/3 width=1 by pcc_land_dx, pcc_m_dx, pcc_A_dx, pcc_S_dx, pcc_plus_bi_dx/
+#q #n [ #k #Ho2 ] #_ #IH
+[ @pcc_d_dx // #H0
+  elim (andb_inv_true_sn โ€ฆ H0) -H0 #_ #H0 >Ho2 //
+  <nplus_succ_dx <npred_succ //
+| <nplus_succ_dx /2 width=1 by pcc_L_dx/
+]
+qed.
+
+(* Inversions with path_append **********************************************)
+
+lemma pcc_false_zero_dx_inv_append_bi (x) (m) (n):
+      x ฯต ๐‚โจโ’ป,m+n,๐ŸŽโฉ โ†’
+      โˆƒโˆƒp,q. p ฯต ๐‚โจโ’ป,m,๐ŸŽโฉ & q ฯต ๐‚โจโ’ป,n,๐ŸŽโฉ & pโ—q = x.
+#x #m #n #Hx
+@(insert_eq_1 โ€ฆ (m+n) โ€ฆ Hx) -Hx #y #Hy
+generalize in match n; -n
+generalize in match m; -m
+elim Hy -x -y [|*: #x #y [ #k #_ ] #Hx #IH ] #m #n #Hy destruct
+[ elim (eq_inv_nplus_zero โ€ฆ Hy) -Hy #H1 #H2 destruct
+  /2 width=5 by pcc_empty, ex3_2_intro/
+| elim (IH m (n+k)) -IH // #p #q #Hp #Hq #H0 destruct -Hx
+  /3 width=5 by pcc_false_d_dx, ex3_2_intro/
+| elim (IH m n) -IH // #p #q #Hp #Hq #H0 destruct -Hx
+  /3 width=5 by pcc_m_dx, ex3_2_intro/
+| elim (eq_inv_succ_nplus_dx โ€ฆ (sym_eq โ€ฆ Hy)) -Hy * #H1 #H2 (**) (* sym_eq *)
+  [ destruct -IH
+    /3 width=5 by pcc_empty, pcc_L_dx, ex3_2_intro/
+  | elim (IH m (โ†“n)) -IH // #p #q #Hp #Hq #H0 destruct -Hx
+    /3 width=5 by pcc_L_dx, ex3_2_intro/
+  ]
+| elim (IH m n) -IH // #p #q #Hp #Hq #H0 destruct -Hx
+  /3 width=5 by pcc_A_dx, ex3_2_intro/
+| elim (IH m n) -IH // #p #q #Hp #Hq #H0 destruct -Hx
+  /3 width=5 by pcc_S_dx, ex3_2_intro/
+]
+qed-.
+
+
+(* Constructions with path_lcons ********************************************)
+
+lemma pcc_m_sn (o) (e) (q) (n):
+      q ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ (๐—บโ——q) ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #q #n #Hq
+lapply (pcc_append_bi (โ“‰) โ€ฆ (๐ŸŽ) e โ€ฆ (๐žโ—–๐—บ) โ€ฆ Hq) -Hq
+/2 width=3 by pcc_m_dx/
+qed.
+
+lemma pcc_L_sn (o) (e) (q) (n):
+      q ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ (๐—Ÿโ——q) ฯต ๐‚โจo,โ†‘n,eโฉ.
+#o #e #q #n #Hq
+lapply (pcc_append_bi (โ“‰) โ€ฆ (๐ŸŽ) e โ€ฆ (๐žโ—–๐—Ÿ) โ€ฆ Hq) -Hq
+/2 width=3 by pcc_L_dx/
+qed.
+
+lemma pcc_A_sn (o) (e) (q) (n):
+      q ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ (๐—”โ——q) ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #q #n #Hq
+lapply (pcc_append_bi (โ“‰) โ€ฆ (๐ŸŽ) e โ€ฆ (๐žโ—–๐—”) โ€ฆ Hq) -Hq
+/2 width=3 by pcc_A_dx/
+qed.
+
+lemma pcc_S_sn (o) (e) (q) (n):
+      q ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ (๐—ฆโ——q) ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ.
+#o #e #q #n #Hq
+lapply (pcc_append_bi (โ“‰) โ€ฆ (๐ŸŽ) e โ€ฆ (๐žโ—–๐—ฆ) โ€ฆ Hq) -Hq
+/2 width=3 by pcc_S_dx/
 qed.
 
 (* Main inversions **********************************************************)
 
-theorem ppc_mono (q) (n1):
-        q ฯต ๐‚โจn1โฉ โ†’ โˆ€n2. q ฯต ๐‚โจn2โฉ โ†’ n1 = n2.
-#q1 #n1 #Hn1 elim Hn1 -q1 -n1
-[|*: #q1 #n1 [ #k1 ] #_ #IH ] #n2 #Hn2
+theorem pcc_mono (o1) (o2) (e) (q) (n1):
+        q ฯต ๐‚โจo1,n1,eโฉ โ†’ โˆ€n2. q ฯต ๐‚โจo2,n2,eโฉ โ†’ n1 = n2.
+#o1 #o2 #e #q1 #n1 #Hn1 elim Hn1 -q1 -n1
+[|*: #q1 #n1 [ #k1 #_ ] #_ #IH ] #n2 #Hn2
 [ <(pcc_inv_empty โ€ฆ Hn2) -n2 //
-| lapply (pcc_inv_d_dx โ€ฆ Hn2) -Hn2 #Hn2
+| lapply (pcc_des_d_dx โ€ฆ Hn2) -Hn2 #Hn2
   lapply (IH โ€ฆ Hn2) -q1 #H0
   /2 width=2 by eq_inv_nplus_bi_dx/
 | lapply (pcc_inv_m_dx โ€ฆ Hn2) -Hn2 #Hn2
@@ -138,16 +271,16 @@ theorem ppc_mono (q) (n1):
 ]
 qed-.
 
-theorem pcc_inj_L_sn (p1) (p2) (q1) (n):
-        q1 ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’ โˆ€q2. q2 ฯต ๐‚โจnโฉ โ†’
+theorem pcc_zero_dx_inj_L_sn (o1) (o2) (p1) (p2) (q1) (n):
+        q1 ฯต ๐‚โจo1,n,๐ŸŽโฉ โ†’ โˆ€q2. q2 ฯต ๐‚โจo2,n,๐ŸŽโฉ โ†’
         p1โ—๐—Ÿโ——q1 = p2โ—๐—Ÿโ——q2 โ†’ q1 = q2.
-#p1 #p2 #q1 #n #Hq1 elim Hq1 -q1 -n
-[|*: #q1 #n1 [ #k1 ] #_ #IH ] * //
+#o1 #o2 #p1 #p2 #q1 #n #Hq1 elim Hq1 -q1 -n
+[|*: #q1 #n1 [ #k1 #_ ] #_ #IH ] * //
 [1,3,5,7,9,11: #l2 #q2 ] #Hq2
 <list_append_lcons_sn <list_append_lcons_sn #H0
 elim (eq_inv_list_lcons_bi ????? H0) -H0 #H0 #H1 destruct
-[ elim (pcc_inv_L_dx_zero โ€ฆ Hq2)
-| lapply (pcc_inv_d_dx โ€ฆ Hq2) -Hq2 #Hq2
+[ elim (pcc_inv_L_dx_zero_sn โ€ฆ Hq2)
+| lapply (pcc_des_d_dx โ€ฆ Hq2) -Hq2 #Hq2
   <(IH โ€ฆ Hq2) //
 | lapply (pcc_inv_m_dx โ€ฆ Hq2) -Hq2 #Hq2
   <(IH โ€ฆ Hq2) //
@@ -157,6 +290,15 @@ elim (eq_inv_list_lcons_bi ????? H0) -H0 #H0 #H1 destruct
   <(IH โ€ฆ Hq2) //
 | lapply (pcc_inv_S_dx โ€ฆ Hq2) -Hq2 #Hq2
   <(IH โ€ฆ Hq2) //
-| elim (pcc_inv_empty_succ โ€ฆ Hq2)
+| elim (pcc_inv_empty_succ_zero โ€ฆ Hq2)
 ]
 qed-.
+
+theorem pcc_inv_L_sn (o) (e) (q) (n) (m):
+        (๐—Ÿโ——q) ฯต ๐‚โจo,n,eโฉ โ†’ q ฯต ๐‚โจo,m,eโฉ โ†’
+        โˆงโˆง โ†“n = m & n = โ†‘โ†“n.
+#o #e #q #n #m #H1q #H2q
+lapply (pcc_L_sn โ€ฆ H2q) -H2q #H2q
+<(pcc_mono โ€ฆ H2q โ€ฆ H1q) -q -n
+/2 width=1 by conj/
+qed-.