]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/lambda-delta/substitution/tps_lift.ma
- tps_tpr closed! (substitution is a reduction)
[helm.git] / matita / matita / lib / lambda-delta / substitution / tps_lift.ma
diff --git a/matita/matita/lib/lambda-delta/substitution/tps_lift.ma b/matita/matita/lib/lambda-delta/substitution/tps_lift.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..70dc090
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,174 @@
+(*
+    ||M||  This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
+    ||A||  Library of Mathematics, developed at the Computer Science
+    ||T||  Department of the University of Bologna, Italy.
+    ||I||
+    ||T||
+    ||A||  This file is distributed under the terms of the
+    \   /  GNU General Public License Version 2
+     \ /
+      V_______________________________________________________________ *)
+
+include "lambda-delta/substitution/lift_lift.ma".
+include "lambda-delta/substitution/drop_drop.ma".
+include "lambda-delta/substitution/tps.ma".
+
+(* PARTIAL SUBSTITUTION ON TERMS ********************************************)
+
+(* Relocation properties ****************************************************)
+
+lemma tps_lift_le: ∀K,T1,T2,dt,et. K ⊢ T1 [dt, et] ≫ T2 →
+                   ∀L,U1,U2,d,e. ↓[d, e] L ≡ K →
+                   ↑[d, e] T1 ≡ U1 → ↑[d, e] T2 ≡ U2 →
+                   dt + et ≤ d →
+                   L ⊢ U1 [dt, et] ≫ U2.
+#K #T1 #T2 #dt #et #H elim H -H K T1 T2 dt et
+[ #K #k #dt #et #L #U1 #U2 #d #e #_ #H1 #H2 #_
+  lapply (lift_mono … H1 … H2) -H1 H2 #H destruct -U1 //
+| #K #i #dt #et #L #U1 #U2 #d #e #_ #H1 #H2 #_
+  lapply (lift_mono … H1 … H2) -H1 H2 #H destruct -U1 //
+| #K #KV #V #V1 #V2 #i #dt #et #Hdti #Hidet #HKV #_ #HV12 #IHV12 #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H #HVU2 #Hdetd
+  lapply (lt_to_le_to_lt … Hidet … Hdetd) #Hid
+  lapply (lift_inv_lref1_lt … H … Hid) -H #H destruct -U1;
+  elim (lift_trans_ge … HV12 … HVU2 ?) -HV12 HVU2 V2 // <minus_plus #V2 #HV12 #HVU2
+  elim (drop_trans_le … HLK … HKV ?) -HLK HKV K /2/ #X #HLK #H
+  elim (drop_inv_skip2 … H ?) -H /2/ -Hid #K #W #HKV #HVW #H destruct -X
+  @tps_subst [4,5,6,8: // |1,2,3: skip | @IHV12 /2 width=6/ ] (**) (* explicit constructor *)
+| #K #I #V1 #V2 #T1 #T2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHT12 #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H1 #H2 #Hdetd
+  elim (lift_inv_bind1 … H1) -H1 #VV1 #TT1 #HVV1 #HTT1 #H1
+  elim (lift_inv_bind1 … H2) -H2 #VV2 #TT2 #HVV2 #HTT2 #H2 destruct -U1 U2;
+  @tps_bind [ /2 width=6/ | @IHT12 [3,4,5: /2/ |1,2: skip | /2/ ] ] (**) (* /3 width=6/ is too slow, arith3 needed to avoid crash *)
+| #K #I #V1 #V2 #T1 #T2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHT12 #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H1 #H2 #Hdetd
+  elim (lift_inv_flat1 … H1) -H1 #VV1 #TT1 #HVV1 #HTT1 #H1
+  elim (lift_inv_flat1 … H2) -H2 #VV2 #TT2 #HVV2 #HTT2 #H2 destruct -U1 U2;
+  /3 width=6/
+]
+qed.
+
+lemma tps_lift_ge: ∀K,T1,T2,dt,et. K ⊢ T1 [dt, et] ≫ T2 →
+                   ∀L,U1,U2,d,e. ↓[d, e] L ≡ K →
+                   ↑[d, e] T1 ≡ U1 → ↑[d, e] T2 ≡ U2 →
+                   d ≤ dt →
+                   L ⊢ U1 [dt + e, et] ≫ U2.
+#K #T1 #T2 #dt #et #H elim H -H K T1 T2 dt et
+[ #K #k #dt #et #L #U1 #U2 #d #e #_ #H1 #H2 #_
+  lapply (lift_mono … H1 … H2) -H1 H2 #H destruct -U1 //
+| #K #i #dt #et #L #U1 #U2 #d #e #_ #H1 #H2 #_
+  lapply (lift_mono … H1 … H2) -H1 H2 #H destruct -U1 //
+| #K #KV #V #V1 #V2 #i #dt #et #Hdti #Hidet #HKV #HV1 #HV12 #_ #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H #HVU2 #Hddt
+  <(arith_c1x ? ? ? e) in HV1 #HV1 (**) (* explicit athmetical rewrite and ?'s *)
+  lapply (transitive_le … Hddt … Hdti) -Hddt #Hid
+  lapply (lift_inv_lref1_ge … H … Hid) -H #H destruct -U1;
+  lapply (lift_trans_be … HV12 … HVU2 ? ?) -HV12 HVU2 V2 /2/ >plus_plus_comm_23 #HV1U2
+  lapply (drop_trans_ge_comm … HLK … HKV ?) -HLK HKV K // -Hid #HLKV
+  @tps_subst [4,5: /2/ |6,7,8: // |1,2,3: skip ] (**) (* /3 width=8/ is too slow *)
+| #K #I #V1 #V2 #T1 #T2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHT12 #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H1 #H2 #Hddt
+  elim (lift_inv_bind1 … H1) -H1 #VV1 #TT1 #HVV1 #HTT1 #H1
+  elim (lift_inv_bind1 … H2) -H2 #VV2 #TT2 #HVV2 #HTT2 #H2 destruct -U1 U2;
+  @tps_bind [ /2 width=5/ | /3 width=5/ ] (**) (* explicit constructor *)
+| #K #I #V1 #V2 #T1 #T2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHT12 #L #U1 #U2 #d #e #HLK #H1 #H2 #Hddt
+  elim (lift_inv_flat1 … H1) -H1 #VV1 #TT1 #HVV1 #HTT1 #H1
+  elim (lift_inv_flat1 … H2) -H2 #VV2 #TT2 #HVV2 #HTT2 #H2 destruct -U1 U2;
+  /3 width=5/
+]
+qed.
+
+lemma tps_inv_lift1_le: ∀L,U1,U2,dt,et. L ⊢ U1 [dt, et] ≫ U2 →
+                        ∀K,d,e. ↓[d, e] L ≡ K → ∀T1. ↑[d, e] T1 ≡ U1 →
+                        dt + et ≤ d →
+                        ∃∃T2. K ⊢ T1 [dt, et] ≫ T2 & ↑[d, e] T2 ≡ U2.
+#L #U1 #U2 #dt #et #H elim H -H L U1 U2 dt et
+[ #L #k #dt #et #K #d #e #_ #T1 #H #_
+  lapply (lift_inv_sort2 … H) -H #H destruct -T1 /2/
+| #L #i #dt #et #K #d #e #_ #T1 #H #_
+  elim (lift_inv_lref2 … H) -H * #Hid #H destruct -T1 /3/
+| #L #KV #V #V1 #V2 #i #dt #et #Hdti #Hidet #HLKV #_ #HV12 #IHV12 #K #d #e #HLK #T1 #H #Hdetd
+  lapply (lt_to_le_to_lt … Hidet … Hdetd) #Hid
+  lapply (lift_inv_lref2_lt … H … Hid) -H #H destruct -T1;
+  elim (drop_conf_lt … HLK … HLKV ?) -HLK HLKV L // #L #W #HKL #HKVL #HWV
+  elim (IHV12 … HKVL … HWV ?) -HKVL HWV /2/ -Hdetd #W1 #HW1 #HWV1
+  elim (lift_trans_le … HWV1 … HV12 ?) -HWV1 HV12 V1 // >arith_a2 /3 width=6/
+| #L #I #V1 #V2 #U1 #U2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHU12 #K #d #e #HLK #X #H #Hdetd
+  elim (lift_inv_bind2 … H) -H #W1 #T1 #HWV1 #HTU1 #H destruct -X;
+  elim (IHV12 … HLK … HWV1 ?) -IHV12 //
+  elim (IHU12 … HTU1 ?) -IHU12 HTU1 [3: /2/ |4: @drop_skip // |2: skip ] -HLK HWV1 Hdetd /3 width=5/ (**) (* just /3 width=5/ is too slow *)
+| #L #I #V1 #V2 #U1 #U2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHU12 #K #d #e #HLK #X #H #Hdetd
+  elim (lift_inv_flat2 … H) -H #W1 #T1 #HWV1 #HTU1 #H destruct -X;
+  elim (IHV12 … HLK … HWV1 ?) -IHV12 HWV1 //
+  elim (IHU12 … HLK … HTU1 ?) -IHU12 HLK HTU1 // /3 width=5/
+]
+qed.
+
+lemma tps_inv_lift1_ge: ∀L,U1,U2,dt,et. L ⊢ U1 [dt, et] ≫ U2 →
+                        ∀K,d,e. ↓[d, e] L ≡ K → ∀T1. ↑[d, e] T1 ≡ U1 →
+                        d + e ≤ dt →
+                        ∃∃T2. K ⊢ T1 [dt - e, et] ≫ T2 & ↑[d, e] T2 ≡ U2.
+#L #U1 #U2 #dt #et #H elim H -H L U1 U2 dt et
+[ #L #k #dt #et #K #d #e #_ #T1 #H #_
+  lapply (lift_inv_sort2 … H) -H #H destruct -T1 /2/
+| #L #i #dt #et #K #d #e #_ #T1 #H #_
+  elim (lift_inv_lref2 … H) -H * #Hid #H destruct -T1 /3/
+| #L #KV #V #V1 #V2 #i #dt #et #Hdti #Hidet #HLKV #HV1 #HV12 #_ #K #d #e #HLK #T1 #H #Hdedt
+  lapply (transitive_le … Hdedt … Hdti) #Hdei
+  lapply (plus_le_weak … Hdedt) -Hdedt #Hedt
+  lapply (plus_le_weak … Hdei) #Hei
+  <(arith_h1 ? ? ? e ? ?) in HV1 // #HV1
+  lapply (lift_inv_lref2_ge … H … Hdei) -H #H destruct -T1;
+  lapply (drop_conf_ge … HLK … HLKV ?) -HLK HLKV L // #HKV
+  elim (lift_split … HV12 d (i - e + 1) ? ? ?) -HV12; [2,3,4: normalize /2/ ] -Hdei >arith_e2 // #V0 #HV10 #HV02
+  @ex2_1_intro
+  [2: @tps_subst [4: /2/ |6,7,8: // |1,2,3: skip |5: @arith5 // ]  
+  |1: skip
+  | //
+  ] (**) (* explicitc constructors *)
+| #L #I #V1 #V2 #U1 #U2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHU12 #K #d #e #HLK #X #H #Hdetd
+  elim (lift_inv_bind2 … H) -H #W1 #T1 #HWV1 #HTU1 #H destruct -X;
+  lapply (plus_le_weak … Hdetd) #Hedt
+  elim (IHV12 … HLK … HWV1 ?) -IHV12 // #W2 #HW12 #HWV2
+  elim (IHU12 … HTU1 ?) -IHU12 HTU1 [4: @drop_skip // |2: skip |3: /2/ ]
+  <plus_minus // /3 width=5/
+| #L #I #V1 #V2 #U1 #U2 #dt #et #_ #_ #IHV12 #IHU12 #K #d #e #HLK #X #H #Hdetd
+  elim (lift_inv_flat2 … H) -H #W1 #T1 #HWV1 #HTU1 #H destruct -X;
+  elim (IHV12 … HLK … HWV1 ?) -IHV12 HWV1 //
+  elim (IHU12 … HLK … HTU1 ?) -IHU12 HLK HTU1 // /3 width=5/
+]
+qed.
+
+lemma tps_inv_lift1_eq: ∀L,U1,U2,d,e.
+                        L ⊢ U1 [d, e] ≫ U2 → ∀T1. ↑[d, e] T1 ≡ U1 → U1 = U2.
+#L #U1 #U2 #d #e #H elim H -H L U1 U2 d e
+[ //
+| //
+| #L #K #V #V1 #V2 #i #d #e #Hdi #Hide #_ #_ #_ #_ #T1 #H
+  elim (lift_inv_lref2 … H) -H * #H
+  [ lapply (le_to_lt_to_lt … Hdi … H) -Hdi H #H
+    elim (lt_refl_false … H)
+  | lapply (lt_to_le_to_lt … Hide … H) -Hide H #H
+    elim (lt_refl_false … H)
+  ]
+| #L #I #V1 #V2 #T1 #T2 #d #e #_ #_ #IHV12 #IHT12 #X #HX
+  elim (lift_inv_bind2 … HX) -HX #V #T #HV1 #HT1 #H destruct -X
+  >IHV12 // >IHT12 //
+| #L #I #V1 #V2 #T1 #T2 #d #e #_ #_ #IHV12 #IHT12 #X #HX
+  elim (lift_inv_flat2 … HX) -HX #V #T #HV1 #HT1 #H destruct -X
+  >IHV12 // >IHT12 //
+]
+qed.
+(*
+      Theorem subst0_gen_lift_ge : (u,t1,x:?; i,h,d:?) (subst0 i u (lift h d t1) x) ->
+                                   (le (plus d h) i) ->
+                                   (EX t2 | x = (lift h d t2) & (subst0 (minus i h) u t1 t2)).
+
+      Theorem subst0_gen_lift_rev_ge: (t1,v,u2:?; i,h,d:?) 
+                                      (subst0 i v t1 (lift h d u2)) ->
+                                      (le (plus d h) i) ->
+                                      (EX u1 | (subst0 (minus i h) v u1 u2) &
+                                              t1 = (lift h d u1)
+                                     ).
+
+
+      Theorem subst0_gen_lift_rev_lelt: (t1,v,u2:?; i,h,d:?)
+                                        (subst0 i v t1 (lift h d u2)) ->
+                                        (le d i) -> (lt i (plus d h)) ->
+                                       (EX u1 | t1 = (lift (minus (plus d h) (S i)) (S i) u1)).
+*)