]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/lib/pts_dummy/CC2FO_K.ma
some renaming to free the baseuri cic:/matita/lambda
[helm.git] / matita / matita / lib / pts_dummy / CC2FO_K.ma
diff --git a/matita/matita/lib/pts_dummy/CC2FO_K.ma b/matita/matita/lib/pts_dummy/CC2FO_K.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..752ed00
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,151 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                              *)
+(*      ||M||                                                             *)
+(*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
+(*      ||T||                                                             *)
+(*      ||I||       Developers:                                           *)
+(*      ||T||         The HELM team.                                      *)
+(*      ||A||         http://helm.cs.unibo.it                             *)
+(*      \   /                                                             *)
+(*       \ /        This file is distributed under the terms of the       *)
+(*        v         GNU General Public License Version 2                  *)
+(*                                                                        *)
+(**************************************************************************)
+
+include "degree.ma".
+
+(* TO BE PUT ELSEWERE *)
+lemma cons_append_assoc: ∀A,a. ∀l1,l2:list A. (a::l1) @ l2 = a :: (l1 @ l2).
+// qed.
+
+(* λPω → λω MAPPING ***********************************************************)
+(* The idea [1] is to map a λPω-type T to a λω-type J(T) representing the
+ * structure of the saturated subset (s.s.) of the λPω-terms for the type T.
+ * To this aim, we encode:
+ * 1) SAT (the collection of the (dependent) families of s.s.) as □
+ * 2) Sat (the union of the families in SAT) as ∗
+      [ sat (the family of s.s.) does not need to be distinguisched from Sat ]
+ * 3) sn (the full saturated subset) as a constant 0 of type ∗
+ * [1] H. H.P. Barendregt (1993) Lambda Calculi with Types,
+ *     Osborne Handbooks of Logic in Computer Science (2) pp. 117-309
+ *)
+
+(* The K interpretation of a term *********************************************)
+
+(* the interpretation in the λPω-context G of t (should be λPω-kind or □)
+ * as a member of SAT
+ *)
+let rec Ki G t on t ≝ match t with
+[ Sort _     ⇒ Sort 0
+| Prod n m   ⇒ 
+    let im ≝ Ki (n::G) m in 
+    if_then_else ? (eqb (║n║_[║G║]) 3) (Prod (Ki G n) im) im[0≝Sort 0]
+(* this is correct if we want dummy kinds *)
+| D _        ⇒ Sort 0
+(* this is for the substitution lemma *)
+| Rel i      ⇒ Rel i
+(* this is useless but nice: see [1] Definition 5.3.3 *)
+| Lambda n m ⇒ (Ki (n::G) m)[0≝Sort 0]
+| App m n    ⇒ Ki G m
+].
+
+interpretation "CC2FO: K interpretation (term)" 'IK t L = (Ki L t).
+
+lemma ki_prod_3: ∀n,G. ║n║_[║G║] = 3 → 
+                 ∀m. 𝕂{Prod n m}_[G] = Prod (𝕂{n}_[G]) (𝕂{m}_[n::G]).
+#n #G #H #m normalize >H -H //
+qed.
+
+lemma ki_prod_not_3: ∀n,G. ║n║_[║G║] ≠ 3 →
+                     ∀m. 𝕂{Prod n m}_[G] =  𝕂{m}_[n::G][0≝Sort 0].
+#n #G #H #m normalize >(not_eq_to_eqb_false … H) -H //
+qed.
+
+(* replacement for the K interpretation *)
+lemma ki_repl: ∀t,G1,G2. ║G1║ = ║G2║ → 𝕂{t}_[G1] = 𝕂{t}_[G2]. 
+#t elim t -t //
+[ #m #n #IHm #_ #G1 #G2 #HG12 >(IHm … HG12) //
+| #n #m #_ #IHm #G1 #G2 #HG12 normalize >(IHm ? (n::G2)) //
+| #n #m #IHn #IHm #G1 #G2 #HG12 @(eqb_elim (║n║_[║G1║]) 3) #Hdeg
+  [ >(ki_prod_3 … Hdeg) >HG12 in Hdeg #Hdeg >(ki_prod_3 … Hdeg) /3/
+  | >(ki_prod_not_3 … Hdeg) >HG12 in Hdeg #Hdeg >(ki_prod_not_3 … Hdeg) /3/
+  ]
+]
+qed.
+
+(* weakeing and thinning lemma for the K interpretation *)
+(* NOTE: >commutative_plus comes from |a::b| ↦ S |b| rather than |b| + 1 *)
+lemma ki_lift: ∀p,G,Gp. p = |Gp| → ∀t,k,Gk. k = |Gk| →
+                              𝕂{lift t k p}_[(Lift Gk p) @ Gp @ G] =  lift (𝕂{t}_[Gk @ G]) k p.
+#p #G #Gp #HGp #t elim t -t //
+[ #i #k #Gk #HGk @(leb_elim (S i) k) #Hik
+  [ >(lift_rel_lt … Hik) // | >(lift_rel_not_le … Hik) // ]
+| #m #n #IHm #_ #k #Gk #HGk >IHm //
+| #n #m #_ #IHm #k #Gk #HGk normalize <cons_append_assoc <Lift_cons //
+  >(IHm … (? :: ?)) // >commutative_plus /2/
+| #n #m #IHn #IHm #k #Gk #HGk >lift_prod 
+  @(eqb_elim (║lift n k p║_[║Lift Gk p @Gp@G║]) 3) #Hdeg
+  [ >(ki_prod_3 … Hdeg) <cons_append_assoc <Lift_cons //
+    >append_Deg in Hdeg >append_Deg >deg_lift /2/ >DegHd_Lift /2/
+    <append_Deg #Hdeg >(ki_prod_3 … Hdeg)
+    >IHn // >(IHm … (? :: ?)) // >commutative_plus /2/
+  | >(ki_prod_not_3 … Hdeg) <cons_append_assoc <Lift_cons //
+    >append_Deg in Hdeg >append_Deg >deg_lift /2/ >DegHd_Lift /2/
+    <append_Deg #Hdeg >(ki_prod_not_3 … Hdeg)
+    >(IHm … (? :: ?)) // >commutative_plus /2/
+  ]
+]
+qed.
+
+(* substitution lemma for the K interpretation *)
+(* NOTE: >commutative_plus comes from |a::b| ↦ S |b| rather than |b| + 1 *)
+lemma ki_subst: ∀v,w,G. [║v║_[║G║]] = ║[w]║*_[║G║] →
+                ∀t,k,Gk. k = |Gk| →
+                                𝕂{t[k≝v]}_[Gk @ G] =  𝕂{t}_[Lift Gk 1 @ [w] @ G][k≝𝕂{v}_[G]].
+#v #w #G #Hvw #t elim t -t //
+[ #i #k #Gk #HGk @(leb_elim (S i) k) #H1ik
+  [ >(subst_rel1 … H1ik) >(subst_rel1 … H1ik) //
+  | @(eqb_elim i k) #H2ik
+    [ >H2ik in H1ik -H2ik i #H1ik >subst_rel2 >subst_rel2
+      >(ki_lift ? ? ? ? ? ? ([])) //
+    | lapply (arith4 … H1ik H2ik) -H1ik H2ik #Hik
+      >(subst_rel3 … Hik) >(subst_rel3 … Hik) //
+    ]
+  ]
+| #m #n #IHm #_ #k #Gk #HGk >IHm //
+| #n #m #_ #IHm #k #Gk #HGk normalize >(IHm … (? :: ?));
+  [ >subst_lemma_comm >(Lift_cons … HGk) >ki_repl /2 by Deg_lift_subst/
+  | >commutative_plus /2/
+  ]
+| #n #m #IHn #IHm #k #Gk #HGk >subst_prod
+  @(eqb_elim (║n║_[║Lift Gk 1@[w]@G║]) 3) #Hdeg
+  [ >(ki_prod_3 … Hdeg) >append_Deg in Hdeg >append_Deg >DegHd_Lift //
+    <Hvw <(deg_subst … k); [2: /2/ ] <append_Deg #Hdeg
+    >(ki_prod_3 … Hdeg) >IHn // >(IHm … (? :: ?));
+    [ >(Lift_cons … HGk) >(ki_repl … m); /2 by Deg_lift_subst/
+    | >commutative_plus /2/
+    ]
+  | >(ki_prod_not_3 … Hdeg) >append_Deg in Hdeg >append_Deg >DegHd_Lift //
+    <Hvw <(deg_subst … k); [2: /2/ ] <append_Deg #Hdeg
+    >(ki_prod_not_3 … Hdeg) >(IHm … (? :: ?));
+    [ >subst_lemma_comm >(Lift_cons … HGk) >ki_repl /2 by Deg_lift_subst/
+    | >commutative_plus /2/
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+lemma ki_subst_0: ∀v,w,G. [║v║_[║G║]] = ║[w]║*_[║G║] →
+                  ∀t.  𝕂{t[0≝v]}_[G] = 𝕂{t}_[w::G][0≝𝕂{v}_[G]].
+#v #w #G #Hvw #t @(ki_subst ?????? ([])) //
+qed.
+
+(* The K interpretation of a context ******************************************)
+
+(* the interpretation of a λPω-context G *)
+let rec KI G ≝ match G with
+[ nil      ⇒ nil …
+| cons t F ⇒ if_then_else ? (eqb (║t║_[║F║]) 3) (𝕂{t}_[F] :: KI F) (KI F)
+].
+
+interpretation "CC2FO: K interpretation (context)" 'IK G = (KI G).