]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - weblib/tutorial/chapter1.ma
update ...
[helm.git] / weblib / tutorial / chapter1.ma
index 69466662ae9a1869ec177f508f6747c0c0540bf9..8e27cf450e7441849c2d3ada59b8692d5f27acc8 100644 (file)
@@ -149,11 +149,45 @@ inductive opp : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6
 west, opp is the smallest predicate containing the two sub-cases east_west and
 weast_east. If you have some familiarity with Prolog, you may look at opp as the
 predicate definined by the two clauses - in this case, the two facts -
-(opp east west) and (opp west east). 
-At the end of this section we shall prove that forall a and b, 
-                  (opp a b) iff a = opposite b.
-For the moment, it is time to proceed with our formalization of the farmer's 
-problem. 
+
+Between opp and opposite we have the following relation:
+    opp a b iff a = opposite b
+Let us prove it, starting from the left to right implication, first *)
+
+lemma opp_to_opposite: ∀a,b. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 a b → a \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 b.
+(* We start the proof introducing a, b and the hypothesis opp a b, that we
+call oppab. *)
+#a #b #oppab
+
+(* Now we proceed by cases on the possible proofs of (opp a b), that is on the 
+possible shapes of oppab. By definition, there are only two possibilities, 
+namely east_west or west_east. Both subcases are trivial, and can be closed by
+automation *)
+
+cases oppab // qed.
+
+(* Let us come to the opposite direction. *)
+
+lemma opposite_to_opp: ∀a,b. a \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 b → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 a b.
+
+(* As usual, we start introducing a, b and the hypothesis (a = opposite b), 
+that we call eqa. *)
+
+#a #b #eqa
+
+(* The right way to proceed, now, is by rewriting a into (opposite b). We do
+this by typing ">eqa". If we wished to rewrite in the opposite direction, namely
+opposite b into a, we would have typed "<eqa". *)
+
+>eqa
+
+(* We conclude the proof by cases on b. *)
+
+cases b // qed.
+
+(*
+It is time to proceed with our formalization of the farmer's problem. 
 A state of the system is defined by the position of four item: the goat, the 
 wolf, the cabbage, and the boat. The simplest way to declare such a data type
 is to use a record.
@@ -213,8 +247,7 @@ we should start our proof by applying "more".
 *)
 
 lemma problem1: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.ind(1,0,0)"\ 6reachable\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/start.def(1)"\ 6start\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/end.def(1)"\ 6end\ 5/a\ 6.
-normalize 
-@\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6
+normalize @\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6
 
 (* We have now four open subgoals:
 
@@ -271,40 +304,42 @@ started with. *)
 
 (* Let us perform the next step, namely moving back the boat, in a sligtly 
 different way. The more operation expects as second argument the new 
-intermediate state, hence instead of applying more we can apply its 
-instantiation (more ? (mk_state east west west west)). The question mark is 
-an implicit argument to be guessed by the system. *)
+intermediate state, hence instead of applying more we can apply this term
+already instatated on the next intermediate state. As first argument, we
+type a question mark that stands for an implicit argument to be guessed by
+the system. *)
 
-\ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 ? (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6)) 
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 ? (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6))
 
-(* All subgoals are focused (they are all red). Two of them are trivial; we
-just call automation at level 2, and it will close both of them, taking
-us to the third move.*)
+(* We now get three independent subgoals, all actives, and two of them are 
+trivial. We\ 5span style="font-family: Verdana,sans-serif;"\ 6 \ 5/span\ 6can just apply automation to all of them, and it will close the two
+trivial goals. *)
 
-  /2/ 
+/2/
 
-(* We must now move the wolf. Suppose that, instead of specifying the next state 
-we prefer to specify the move. In the style of the previous move, this amounts
-to apply the term (more … (move_wolf … )) The dots are a convenient syntax to 
-express an arbitrary number of implicit parameters. *) 
+(* Let us come to the next step, that consists in moving the wolf. Suppose that 
+instead of specifying the next intermediate state, we prefer to specify the next 
+move. In the spirit of the previous example, we can do it in the following way 
+*)
 
 @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,2,0)"\ 6move_wolf\ 5/a\ 6 … ))
 
-(* Unfortunately this is not enough to fully instantiate the intermediate state.
-All goals still depend from an unknown bank B. Calling automation in this situation
-does not help since it refuses to close subgoals instantiating other - still 
-open - goals. A way to proceed is to focus on the fourth "bank" subgoal,
-instantiating it with the appropriate value, in this case east; then we close 
-focusing, and call automation. To focus on subgoal i, instead of typing "|" several
-times we can just write "i:" as described by the following command. *)
+(* The dots stand here for an arbitrary number of implicit arguments, to be 
+guessed by the system. 
+Unfortunately, the previous move is not enough to fully instantiate the new 
+intermediate state: a bank B remains unknown. Automation cannot help here,
+since all goals depend from this bank and automation refuses to close some
+subgoals instantiating other subgoals remaining open (the instantiation could
+be arbitrary). The simplest way to proceed is to focus on the bank, that is
+the fourth subgoal, and explicitly instatiate it. Instead of repeatedly using "|",
+we can perform focusing by typing "4:" as described by the following command. *)
 
-  [4: @\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6\ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6 /2/
+[4: @\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6] /2/
 
-(* An alternative, simpler way is to instantiate each move with the destination
-bank. Let us complete the proof adopting this style. *)
+(* Alternatively, we can directly instantiate the bank into the move. Let
+us complete the proof in this, very readable way. *)
 
 @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,1,0)"\ 6move_goat\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 … )) /2/
 @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,3,0)"\ 6move_cabbage\ 5/a\ 6 ?? \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 … )) /2/
-@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,4,0)"\ 6move_boat\ 5/a\ 6 ??? \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 …)) /2/   
-@\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,1,0)"\ 6one\ 5/a\ 6 /2/
-qed.
\ No newline at end of file
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,4,0)"\ 6move_boat\ 5/a\ 6 ??? \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 … )) /2/
+@\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,1,0)"\ 6one\ 5/a\ 6 /2/ qed.