]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/library/dama/models/increasing_supremum_stabilizes.ma
Stuff moved from old Matita.
[helm.git] / matita / matita / library / dama / models / increasing_supremum_stabilizes.ma
diff --git a/matita/matita/library/dama/models/increasing_supremum_stabilizes.ma b/matita/matita/library/dama/models/increasing_supremum_stabilizes.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fc4424e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,140 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                              *)
+(*      ||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 "dama/models/nat_uniform.ma".
+include "dama/supremum.ma".
+include "nat/le_arith.ma".
+include "dama/russell_support.ma".
+
+lemma hint1:
+ ∀s.sequence (Type_of_ordered_set (segment_ordered_set nat_ordered_set s))
+   → sequence (hos_carr (os_l (segment_ordered_set nat_ordered_set s))).
+intros; assumption;
+qed.   
+   
+coercion hint1 nocomposites.   
+   
+alias symbol "pi1" = "exT \fst".
+alias symbol "N" = "ordered set N".
+alias symbol "dependent_pair" = "dependent pair".
+lemma increasing_supremum_stabilizes:
+  ∀sg:‡ℕ.∀a:sequence {[sg]}.
+   a is_increasing → 
+    ∀X.X is_supremum a → ∃i.∀j.i ≤ j → \fst X = \fst (a j).
+intros 4; cases X (x Hx); clear X; letin X ≝ ≪x,Hx≫; 
+fold normalize X; intros; cases H1; 
+alias symbol "N" = "Natural numbers".
+letin spec ≝ (λi,j:ℕ.(𝕦_ sg ≤ i ∧ x = \fst (a j)) ∨ (i < 𝕦_ sg ∧ x + i ≤ 𝕦_ sg + \fst (a j))); 
+(* x - aj <= max 0 (u - i) *)  
+letin m ≝ (hide ? (
+  let rec aux i ≝
+    match i with
+    [ O ⇒ O
+    | S m ⇒ 
+        let pred ≝ aux m in
+        let apred ≝ a pred in 
+        match cmp_nat x (\fst apred) with
+        [ cmp_le _ ⇒ pred
+        | cmp_gt nP ⇒ \fst (H3 apred ?)]]
+  in aux 
+   :
+   ∀i:nat.∃j:nat.spec i j));[whd; apply nP;] unfold spec in aux ⊢ %;
+[3: unfold X in H2; clear H4 n aux spec H3 H1 H X;
+    cases (cases_in_segment ??? Hx);
+    elim 𝕦_ sg in H1 ⊢ %; intros (a Hs H);
+    [1: left; split; [apply le_n]
+        generalize in match H;
+        generalize in match Hx;
+        rewrite > (?:x = O); 
+        [2: cases Hx; lapply (os_le_to_nat_le ?? H1);
+            apply (symmetric_eq nat O x ?).apply (le_n_O_to_eq x ?).apply (Hletin).
+        |1: intros; unfold Type_OF_ordered_set in sg a; whd in a:(? %);
+            lapply (H2 O) as K; lapply (sl2l_ ?? (a O) ≪x,Hx≫ K) as P;
+            simplify in P:(???%); lapply (le_transitive ??? P H1) as W;
+            lapply (os_le_to_nat_le ?? W) as R; apply (le_n_O_to_eq (\fst (a O)) R);]
+    |2: right; cases Hx; rewrite > (sym_plus x O); split; [apply le_S_S; apply le_O_n];
+        apply (trans_le ??? (os_le_to_nat_le ?? H3));
+        apply le_plus_n_r;] 
+|2: clear H6; cut (x = \fst (a (aux n1))); [2:
+      cases (le_to_or_lt_eq ?? H5); [2: assumption]
+      cases (?:False); apply (H2 (aux n1) H6);] clear H5;
+      generalize in match Hcut; clear Hcut; intro H5;
+|1: clear H6]
+[2,1:
+    cases (aux n1) in H5 ⊢ %; intros;
+    change in match (a ≪w,H5≫) in H6 ⊢ % with (a w);
+    cases H5; clear H5; cases H7; clear H7;
+    [1: left; split; [ apply (le_S ?? H5); | assumption]
+    |3: cases (?:False); rewrite < H8 in H6; apply (not_le_Sn_n ? H6);
+    |*: cases (cmp_nat 𝕦_ sg (S n1));
+        [1,3: left; split; [1,3: assumption |2: assumption]
+            cut (𝕦_ sg = S n1); [2: apply le_to_le_to_eq; assumption ]
+            clear H7 H5 H4;rewrite > Hcut in H8:(? ? (? % ?)); clear Hcut;
+            cut (x = S (\fst (a w)));
+            [2: apply le_to_le_to_eq; [2: assumption]
+                change in H8 with (x + n1 ≤ S (n1 + \fst (a w)));
+                rewrite > plus_n_Sm in H8; rewrite > sym_plus in H8;
+                apply (le_plus_to_le ??? H8);]
+            cases (H3 (a w) H6);
+            change with (x = \fst (a w1));
+            change in H4 with (\fst (a w) < \fst (a w1));
+            apply le_to_le_to_eq; [ rewrite > Hcut; assumption ]
+            apply (os_le_to_nat_le (\fst (a w1)) x (H2 w1));
+        |*: right; split; try assumption;
+            [1: rewrite > sym_plus in ⊢ (? ? %);
+                rewrite < H6; apply le_plus_r; assumption;
+            |2: cases (H3 (a w) H6);
+                change with (x + S n1 ≤ 𝕦_ sg + \fst (a w1));rewrite < plus_n_Sm;
+                apply (trans_le ??? (le_S_S ?? H8)); rewrite > plus_n_Sm;
+                apply (le_plus ???? (le_n ?) H9);]]]]
+clearbody m; unfold spec in m; clear spec;
+alias symbol "exists" = "CProp exists".
+letin find ≝ (
+ let rec find i u on u : nat ≝
+  match u with
+  [ O ⇒ (m i:nat)
+  | S w ⇒ match eqb (\fst (a (m i))) x with
+          [ true ⇒ (m i:nat)
+          | false ⇒ find (S i) w]]
+ in find
+ :
+  ∀i,bound.∃j.i + bound = 𝕦_ sg → x = \fst (a j));
+[1: cases (find (S n) n2); intro; change with (x = \fst (a w));
+    apply H6; rewrite < H7; simplify; apply plus_n_Sm;
+|2: intros; rewrite > (eqb_true_to_eq ?? H5); reflexivity
+|3: intros; rewrite > sym_plus in H5; rewrite > H5; clear H5 H4 n n1;
+    cases (m 𝕦_ sg); cases H4; clear H4; cases H5; clear H5; [assumption]
+    cases (not_le_Sn_n ? H4)]
+clearbody find; cases (find O 𝕦_ sg);
+exists [apply w]; intros; change with (x = \fst (a j));
+rewrite > (H4 ?); [2: reflexivity]
+apply le_to_le_to_eq;
+[1: apply os_le_to_nat_le;
+    apply (trans_increasing a H ? ? (nat_le_to_os_le ?? H5));
+|2: apply (trans_le ? x ?);[apply os_le_to_nat_le; apply (H2 j);]
+    rewrite < (H4 ?); [2: reflexivity] apply le_n;]
+qed.
+
+lemma hint2:
+ ∀s.sequence (Type_of_ordered_set (segment_ordered_set nat_ordered_set s))
+   → sequence (hos_carr (os_r (segment_ordered_set nat_ordered_set s))).
+intros; assumption;
+qed.   
+   
+coercion hint2 nocomposites.   
+   
+alias symbol "N" = "ordered set N".
+axiom increasing_supremum_stabilizes_r:
+  ∀s:‡ℕ.∀a:sequence {[s]}.a is_decreasing → 
+    ∀x.x is_infimum a → ∃i.∀j.i ≤ j → \fst x = \fst (a j).