]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/commitdiff
shannon proved
authorEnrico Tassi <enrico.tassi@inria.fr>
Sun, 2 Nov 2008 16:23:30 +0000 (16:23 +0000)
committerEnrico Tassi <enrico.tassi@inria.fr>
Sun, 2 Nov 2008 16:23:30 +0000 (16:23 +0000)
helm/software/matita/contribs/didactic/shannon.ma

index ccbaf956d95a42c3105edf22adf8c5044bb5b5ca..e35f8046ed198fc6a05781c2833be181e5478340 100644 (file)
@@ -1,11 +1,3 @@
-(* Esercitazione di logica 29/10/2008. 
-
-   Note per gli esercizi: 
-   
-     http://www.cs.unibo.it/~tassi/exercise-duality.ma.html
-
-*)
-
 (* Esercizio 0
    ===========
 
    Matricola2: ...
    Account2: ...
 
-   Prima di abbandonare la postazione:
-
-   * salvare il file (menu `File ▹ Save as ...`) nella directory (cartella)
-     /public/ con nome linguaggi_Account1.ma, ad esempio Mario Rossi, il cui
-     account è mrossi, deve salvare il file in /public/linguaggi_mrossi.ma
-
-   * mandatevi via email o stampate il file. Per stampare potete usare
-     usare l'editor gedit che offre la funzionalità di stampa
 *)
 
-(*DOCBEGIN
-
-Il teorema di dualità
-=====================
-
-Il teorema di dualizzazione dice che date due formule `F1` ed `F2`,
-se le due formule sono equivalenti (`F1 ≡ F2`) allora anche le 
-loro dualizzate lo sono (`dualize F1 ≡ dualize F2`).
-
-L'ingrediente principale è la funzione di dualizzazione di una formula `F`:
-   
-   * Scambia FTop con FBot e viceversa
-   
-   * Scambia il connettivo FAnd con FOr e viceversa
-   
-   * Sostituisce il connettivo FImpl con FAnd e nega la
-     prima sottoformula.
-   
-   Ad esempio la formula `A → (B ∧ ⊥)` viene dualizzata in
-   `¬A ∧ (B ∨ ⊤)`.
-
-Per dimostrare il teorema di dualizzazione in modo agevole è necessario
-definire altre nozioni:
-
-* La funzione `negate` che presa una formula `F` ne nega gli atomi.
-  Ad esempio la formula `(A ∨ (⊤ → B))` deve diventare `¬A ∨ (⊤ → ¬B)`.
-   
-* La funzione `invert` permette di invertire un mondo `v`.
-  Ovvero, per ogni indice di atomo `i`, se `v i` restituisce
-  `1` allora `(invert v) i` restituisce `0` e viceversa.
-   
-DOCEND*)
-
 (* ATTENZIONE
    ==========
    
@@ -93,23 +44,11 @@ inductive Formula : Type ≝
 | FNot: Formula → Formula
 .
 
-(* Esercizio 1
-   ===========
-   
-   Modificare la funzione `sem` scritta nella precedente
-   esercitazione in modo che valga solo 0 oppure 1 nel caso degli
-   atomi, anche nel caso in cui il mondo `v` restituisca un numero
-   maggiore di 1.
-   
-   Suggerimento: non è necessario usare il costrutto if_then_else
-   e tantomento il predicato di maggiore o uguale. È invece possibile
-   usare la funzione `min`.
-*) 
 let rec sem (v: nat → nat) (F: Formula) on F : nat ≝
  match F with
   [ FBot ⇒ 0
   | FTop ⇒ 1
-  | FAtom n ⇒ (*BEGIN*)min (v n) 1(*END*)
+  | FAtom n ⇒ min (v n) 1
   | FAnd F1 F2 ⇒ min (sem v F1) (sem v F2)
   | FOr F1 F2 ⇒ max (sem v F1) (sem v F2)
   | FImpl F1 F2 ⇒ max (1 - sem v F1) (sem v F2)
@@ -127,20 +66,6 @@ notation > "[[ term 19 a ]] \sub term 90 v" non associative with precedence 90 f
 notation > "[[ term 19 a ]]_ term 90 v" non associative with precedence 90 for @{ sem $v $a }.
 interpretation "Semantic of Formula" 'semantics v a = (sem v a).
 
-definition v20 ≝ λx.
-       if eqb x 0 then 2
-  else if eqb x 1 then 1
-  else                 0.
-  
-(* Test 1
-   ======
-   
-   La semantica della formula `(A ∨ C)` nel mondo `v20` in cui 
-   `A` vale `2` e `C` vale `0` deve valere `1`.
-   
-*)    
-eval normalize on [[FOr (FAtom 0) (FAtom 2)]]_v20. 
-
 (*DOCBEGIN
 
 La libreria di Matita
@@ -155,7 +80,8 @@ sono necessari i seguenti lemmi:
 * lemma `min_bool` : `∀n. min n 1 = 0 ∨ min n 1 = 1`
 * lemma `min_max` : `∀F,G,v.min (1 - [[F]]_v) (1 - [[G]]_v) = 1 - max [[F]]_v [[G]]_v`
 * lemma `max_min` : `∀F,G,v.max (1 - [[F]]_v) (1 - [[G]]_v) = 1 - min [[F]]_v [[G]]_v`
-* lemma `equiv_rewrite` : `∀F1,F2,F3. F1 ≡ F2 → F1 ≡ F3 → F2 ≡ F3`
+* lemma `decidable_eq_nat` : `∀x,y.x = y ∨ x ≠ y`
+
 
 DOCEND*)
 
@@ -192,17 +118,261 @@ notation > "a ≡ b" non associative with precedence 50 for @{ equiv $a $b }.
 interpretation "equivalence for Formulas" 'equivF a b = (equiv a b).
 
 theorem shannon : 
-  ∀F,x,v. [[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then F[FBot/x] else (F[FTop/x]) ]]_v = [[F]]_v. 
-intros; elim F;
-[1,2: cases (eqb [[FAtom x]]_v 0); reflexivity;
-|4,5,6: cases (eqb [[FAtom x]]_v 0) in H H1; simplify; intros; rewrite > H; rewrite > H1; reflexivity; 
-|7: cases (eqb [[FAtom x]]_v 0) in H; simplify; intros; rewrite > H; reflexivity;
-| cases (sem_bool (FAtom x) v); rewrite > H; simplify;
-  cases (decidable_eq_nat n x); destruct H1;
-  [1,3: rewrite > eqb_n_n; simplify; rewrite >H;reflexivity;.
-  |*:simplify in H; rewrite > (not_eq_to_eqb_false ?? H1); simplify; reflexivity;]]
+  ∀F,x,v. [[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then F[FBot/x] else (F[FTop/x]) ]]_v = [[F]]_v.
+assume F : Formula.
+assume x : ℕ.
+assume v : (ℕ → ℕ).
+we proceed by induction on F to prove ([[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then F[FBot/x] else (F[FTop/x]) ]]_v = [[F]]_v).
+case FBot.
+  the thesis becomes ([[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then FBot[FBot/x] else (FBot[FTop/x]) ]]_v = [[FBot]]_v). 
+  we proceed by cases on (eqb [[ FAtom x ]]_v 0) 
+    to prove ([[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then FBot[FBot/x] else (FBot[FTop/x]) ]]_v = [[FBot]]_v).
+  case true.
+    the thesis becomes ([[ if true then FBot[FBot/x] else (FBot[FTop/x]) ]]_v = [[FBot]]_v).
+    the thesis becomes ([[ FBot[FBot/x]]]_v = [[FBot]]_v).
+    the thesis becomes ([[ FBot ]]_v = [[FBot]]_v).
+    the thesis becomes (0 = 0).
+    done.
+  case false.
+    done.
+case FTop.
+  we proceed by cases on (eqb [[ FAtom x ]]_v 0)
+    to prove ([[ if eqb [[FAtom x]]_v 0 then FTop[FBot/x] else (FTop[FTop/x]) ]]_v = [[FTop]]_v).
+  case true.
+    done.
+  case false.
+    done.     
+case FAtom.
+  assume n : ℕ.
+  the thesis becomes ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAtom n ]]_ v).
+  by decidable_eq_nat we proved (n = x ∨ n ≠ x) (H).
+  by sem_bool we proved ([[ FAtom x ]]_v = 0 ∨ [[ FAtom x ]]_v = 1) (H1).
+  we proceed by cases on H to prove 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAtom n ]]_ v).
+  case Left. (* H2 : n = x *)
+    we proceed by cases on H1 to prove 
+      ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAtom n ]]_ v).
+    case Left. (* H3 : [[ FAtom x ]]_v = 0 *)
+      conclude 
+          ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v)
+        = ([[ if eqb 0 0 then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+        = ([[ if true then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v).
+        = ([[ (FAtom n)[ FBot/x ] ]]_v).
+        = ([[ if eqb n x then FBot else (FAtom  n) ]]_v).
+        = ([[ if eqb n n then FBot else (FAtom  n) ]]_v) by H2.
+        = ([[ if true then FBot else (FAtom  n) ]]_v) by eqb_n_n.
+        = ([[ FBot ]]_v).
+        = 0.
+        = [[ FAtom x ]]_v by H3.
+        = [[ FAtom n ]]_v by H2.
+      done.
+    case Right.
+      conclude 
+          ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v)
+        = ([[ if eqb 1 0 then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+        = ([[ if false then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v).
+        = ([[ (FAtom n)[ FTop/x ] ]]_v).
+        = ([[ if eqb n x then FTop else (FAtom  n) ]]_v).
+        = ([[ if eqb n n then FTop else (FAtom  n) ]]_v) by H2.
+        = ([[ if true then FTop else (FAtom  n) ]]_v) by eqb_n_n.
+        = ([[ FTop ]]_v).
+        = 1.
+        = [[ FAtom x ]]_v by H3.
+        = [[ FAtom n ]]_v by H2.
+      done.
+  case Right.
+    we proceed by cases on H1 to prove 
+      ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAtom n ]]_ v).
+    case Left.
+      conclude 
+          ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v)
+        = ([[ if eqb 0 O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.  
+        = [[ (FAtom n)[ FBot/x ] ]]_v.
+        = [[ if eqb n x then FBot else (FAtom n) ]]_v.
+        = [[ if false then FBot else (FAtom n) ]]_v by (not_eq_to_eqb_false ?? H2).
+        = [[ FAtom n ]]_v. 
+      done.
+    case Right.
+      conclude 
+          ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v)
+        = ([[ if eqb 1 O then (FAtom n)[ FBot/x ] else (FAtom n[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.  
+        = [[ FAtom n[ FTop/x ] ]]_v.
+        = [[ if eqb n x then FTop else (FAtom n) ]]_v.
+        = [[ if false then FTop else (FAtom n) ]]_v by (not_eq_to_eqb_false ?? H2).
+        = [[ FAtom n ]]_v. 
+      done.
+case FAnd.
+  assume f : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H).
+  assume f1 : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H1).
+  the thesis becomes 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAnd f f1 ]]_v).
+  by sem_bool we proved ([[ FAtom x ]]_v = 0 ∨ [[ FAtom x ]]_v = 1) (H2).
+  we proceed by cases on H2 to prove 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FAnd f f1 ]]_v).
+  case Left.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FBot/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FBot/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 0 O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if true then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FAnd f f1)[ FBot/x ] ]]_v).
+      = ([[ FAnd (f[ FBot/x ]) (f1[ FBot/x ]) ]]_v).
+      = (min [[ f[ FBot/x ] ]]_v [[ f1[ FBot/x ] ]]_v).
+      = (min [[ f ]]_v [[ f1[ FBot/x ] ]]_v) by H5.
+      = (min [[ f ]]_v [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FAnd f f1 ]]_v).
+    done.
+  case Right.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FTop/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FTop/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 1 O then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if false then ((FAnd f f1)[ FBot/x ]) else ((FAnd f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FAnd f f1)[ FTop/x ] ]]_v).
+      = ([[ FAnd (f[ FTop/x ]) (f1[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = (min [[ f[ FTop/x ] ]]_v [[ f1[ FTop/x ] ]]_v).
+      = (min [[ f ]]_v [[ f1[ FTop/x ] ]]_v) by H5.
+      = (min [[ f ]]_v [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FAnd f f1 ]]_v).
+    done.
+case FOr.
+  assume f : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H).
+  assume f1 : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H1).
+  the thesis becomes 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FOr f f1 ]]_v).
+  by sem_bool we proved ([[ FAtom x ]]_v = 0 ∨ [[ FAtom x ]]_v = 1) (H2).
+  we proceed by cases on H2 to prove 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FOr f f1 ]]_v).
+  case Left.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FBot/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FBot/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 0 O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if true then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FOr f f1)[ FBot/x ] ]]_v).
+      = ([[ FOr (f[ FBot/x ]) (f1[ FBot/x ]) ]]_v).
+      = (max [[ f[ FBot/x ] ]]_v [[ f1[ FBot/x ] ]]_v).
+      = (max [[ f ]]_v [[ f1[ FBot/x ] ]]_v) by H5.
+      = (max [[ f ]]_v [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FOr f f1 ]]_v).
+    done.
+  case Right.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FTop/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FTop/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 1 O then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if false then ((FOr f f1)[ FBot/x ]) else ((FOr f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FOr f f1)[ FTop/x ] ]]_v).
+      = ([[ FOr (f[ FTop/x ]) (f1[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = (max [[ f[ FTop/x ] ]]_v [[ f1[ FTop/x ] ]]_v).
+      = (max [[ f ]]_v [[ f1[ FTop/x ] ]]_v) by H5.
+      = (max [[ f ]]_v [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FOr f f1 ]]_v).
+    done.
+case FImpl.
+  assume f : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H).
+  assume f1 : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H1).
+  the thesis becomes 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FImpl f f1 ]]_v).
+  by sem_bool we proved ([[ FAtom x ]]_v = 0 ∨ [[ FAtom x ]]_v = 1) (H2).
+  we proceed by cases on H2 to prove 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FImpl f f1 ]]_v).
+  case Left.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FBot/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FBot/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 0 O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if true then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FImpl f f1)[ FBot/x ] ]]_v).
+      = ([[ FImpl (f[ FBot/x ]) (f1[ FBot/x ]) ]]_v).
+      = (max (1 - [[ f[ FBot/x ] ]]_v) [[ f1[ FBot/x ] ]]_v).
+      = (max (1 -  [[ f ]]_v) [[ f1[ FBot/x ] ]]_v) by H5.
+      = (max (1 -  [[ f ]]_v) [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FImpl f f1 ]]_v).
+    done.
+  case Right.
+    by H3, H we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FTop/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    by H3, 1 we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f1[ FBot/x ] else (f1[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H6).
+    using H6 we proved ([[ f1[FTop/x ] ]]_v = [[ f1 ]]_v) (H7).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 1 O then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v) by H3.
+      = ([[ if false then ((FImpl f f1)[ FBot/x ]) else ((FImpl f f1)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FImpl f f1)[ FTop/x ] ]]_v).
+      = ([[ FImpl (f[ FTop/x ]) (f1[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = (max (1 - [[ f[ FTop/x ] ]]_v) [[ f1[ FTop/x ] ]]_v).
+      = (max (1 - [[ f ]]_v) [[ f1[ FTop/x ] ]]_v) by H5.
+      = (max (1 - [[ f ]]_v) [[ f1 ]]_v) by H6.
+      = ([[ FImpl f f1 ]]_v).
+    done.
+case FNot.
+  assume f : Formula.
+  by induction hypothesis we know ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H).
+  the thesis becomes 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FNot f ]]_v).
+  by sem_bool we proved ([[ FAtom x ]]_v = 0 ∨ [[ FAtom x ]]_v = 1) (H2).
+  we proceed by cases on H2 to prove 
+    ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v = [[ FNot f ]]_v).
+  case Left.
+    by H1, H we proved 
+      ([[ if eqb 0 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FBot/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 0 O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v) by H1.
+      = ([[ if true then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FNot f)[ FBot/x ] ]]_v).
+      = ([[ FNot (f[ FBot/x ]) ]]_v).
+      change with (1 - [[ f[ FBot/x ] ]]_v = [[ FNot f ]]_v).
+      = (1 - [[ f ]]_v) by H5.
+      change with ([[ FNot f ]]_v = [[ FNot f ]]_v).
+    done.
+  case Right.
+    by H1, H we proved 
+      ([[ if eqb 1 O then f[ FBot/x ] else (f[ FTop/x ])  ]]_v = [[ f ]]_v) (H4).
+    using H4 we proved ([[ f[FTop/x ] ]]_v = [[ f ]]_v) (H5).
+    conclude
+        ([[ if eqb [[ FAtom x ]]_v O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v)
+      = ([[ if eqb 1 O then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v) by H1.
+      = ([[ if false then ((FNot f)[ FBot/x ]) else ((FNot f)[ FTop/x ]) ]]_v).
+      = ([[ (FNot f)[ FTop/x ] ]]_v).
+      = ([[ FNot (f[ FTop/x ]) ]]_v).
+      change with (1 - [[ f[ FTop/x ] ]]_v = [[ FNot f ]]_v) .
+      = (1 - [[ f ]]_v) by H5.
+      change with ([[ FNot f ]]_v = [[ FNot f ]]_v).
+    done.
 qed.
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