matita/library/nat/ord.ma

   1 (**************************************************************************)
   2 (*       ___                                                                *)
   3 (*      ||M||                                                             *)
   4 (*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
   5 (*      ||T||                                                             *)
   6 (*      ||I||       Developers:                                           *)
   7 (*      ||T||       A.Asperti, C.Sacerdoti Coen,                          *)
   8 (*      ||A||       E.Tassi, S.Zacchiroli                                 *)
   9 (*      \   /                                                             *)
  10 (*       \ /        Matita is distributed under the terms of the          *)
  11 (*        v         GNU Lesser General Public License Version 2.1         *)
  12 (*                                                                        *)
  13 (**************************************************************************)
  14
  15 include "datatypes/constructors.ma".
  16 include "nat/exp.ma".
  17 include "nat/nth_prime.ma".
  18 include "nat/gcd.ma". (* for some properties of divides *)
  19 include "nat/relevant_equations.ma". (* required by autobatch paramod *)
  20
  21 let rec p_ord_aux p n m \def
  22   match n \mod m with
  23   [ O \Rightarrow
  24     match p with
  25       [ O \Rightarrow pair nat nat O n
  26       | (S p) \Rightarrow
  27        match (p_ord_aux p (n / m) m) with
  28        [ (pair q r) \Rightarrow pair nat nat (S q) r] ]
  29   | (S a) \Rightarrow pair nat nat O n].
  30
  31 (* p_ord n m = <q,r> if m divides n q times, with remainder r *)
  32 definition p_ord \def \lambda n,m:nat.p_ord_aux n n m.
  33
  34 theorem p_ord_aux_to_Prop: \forall p,n,m. O < m \to
  35   match p_ord_aux p n m with
  36   [ (pair q r) \Rightarrow n = m \sup q *r ].
  37 intro.
  38 elim p.simplify.
  39 apply (nat_case (n \mod m)).
  40 simplify.apply plus_n_O.
  41 intros.
  42 simplify.apply plus_n_O.
  43 simplify.
  44 apply (nat_case1 (n1 \mod m)).intro.
  45 simplify.
  46 generalize in match (H (n1 / m) m).
  47 elim (p_ord_aux n (n1 / m) m).
  48 simplify.
  49 rewrite > assoc_times.
  50 rewrite < H3.rewrite > (plus_n_O (m*(n1 / m))).
  51 rewrite < H2.
  52 rewrite > sym_times.
  53 rewrite < div_mod.reflexivity.
  54 assumption.assumption.
  55 intros.simplify.apply plus_n_O.
  56 qed.
  57
  58 theorem p_ord_aux_to_exp: \forall p,n,m,q,r. O < m \to
  59   (pair nat nat q r) = p_ord_aux p n m \to n = m \sup q * r.
  60 intros.
  61 change with
  62 match (pair nat nat q r) with
  63   [ (pair q r) \Rightarrow n = m \sup q * r ].
  64 rewrite > H1.
  65 apply p_ord_aux_to_Prop.
  66 assumption.
  67 qed.
  68
  69 (* questo va spostato in primes1.ma *)
  70 theorem p_ord_exp: \forall n,m,i. O < m \to n \mod m \neq O \to
  71 \forall p. i \le p \to p_ord_aux p (m \sup i * n) m = pair nat nat i n.
  72 intros 5.
  73 elim i.
  74 simplify.
  75 rewrite < plus_n_O.
  76 apply (nat_case p).
  77 simplify.
  78 elim (n \mod m).simplify.reflexivity.simplify.reflexivity.
  79 intro.
  80 simplify.
  81 cut (O < n \mod m \lor O = n \mod m).
  82 elim Hcut.apply (lt_O_n_elim (n \mod m) H3).
  83 intros. simplify.reflexivity.
  84 apply False_ind.
  85 apply H1.apply sym_eq.assumption.
  86 apply le_to_or_lt_eq.apply le_O_n.
  87 generalize in match H3.
  88 apply (nat_case p).intro.apply False_ind.apply (not_le_Sn_O n1 H4).
  89 intros.
  90 simplify. fold simplify (m \sup (S n1)).
  91 cut (((m \sup (S n1)*n) \mod m) = O).
  92 rewrite > Hcut.
  93 simplify.fold simplify (m \sup (S n1)).
  94 cut ((m \sup (S n1) *n) / m = m \sup n1 *n).
  95 rewrite > Hcut1.
  96 rewrite > (H2 m1). simplify.reflexivity.
  97 apply le_S_S_to_le.assumption.
  98 (* div_exp *)
  99 simplify.
 100 rewrite > assoc_times.
 101 apply (lt_O_n_elim m H).
 102 intro.apply div_times.
 103 (* mod_exp = O *)
 104 apply divides_to_mod_O.
 105 assumption.
 106 simplify.rewrite > assoc_times.
 107 apply (witness ? ? (m \sup n1 *n)).reflexivity.
 108 qed.
 109
 110 theorem p_ord_aux_to_Prop1: \forall p,n,m. (S O) < m \to O < n \to n \le p \to
 111   match p_ord_aux p n m with
 112   [ (pair q r) \Rightarrow r \mod m \neq O].
 113 intro.elim p.absurd (O < n).assumption.
 114 apply le_to_not_lt.assumption.
 115 simplify.
 116 apply (nat_case1 (n1 \mod m)).intro.
 117 generalize in match (H (n1 / m) m).
 118 elim (p_ord_aux n (n1 / m) m).
 119 apply H5.assumption.
 120 apply eq_mod_O_to_lt_O_div.
 121 apply (trans_lt ? (S O)).unfold lt.apply le_n.
 122 assumption.assumption.assumption.
 123 apply le_S_S_to_le.
 124 apply (trans_le ? n1).change with (n1 / m < n1).
 125 apply lt_div_n_m_n.assumption.assumption.assumption.
 126 intros.simplify.
 127 rewrite > H4.
 128 unfold Not.intro.
 129 apply (not_eq_O_S m1).
 130 rewrite > H5.reflexivity.
 131 qed.
 132
 133 theorem p_ord_aux_to_not_mod_O: \forall p,n,m,q,r. (S O) < m \to O < n \to n \le p \to
 134  pair nat nat q r = p_ord_aux p n m \to r \mod m \neq O.
 135 intros.
 136 change with
 137   match (pair nat nat q r) with
 138   [ (pair q r) \Rightarrow r \mod m \neq O].
 139 rewrite > H3.
 140 apply p_ord_aux_to_Prop1.
 141 assumption.assumption.assumption.
 142 qed.
 143
 144 theorem p_ord_exp1: \forall p,n,q,r. O < p \to \lnot p \divides r \to
 145 n = p \sup q * r \to p_ord n p = pair nat nat q r.
 146 intros.unfold p_ord.
 147 rewrite > H2.
 148 apply p_ord_exp
 149  [assumption
 150  |unfold.intro.apply H1.
 151   apply mod_O_to_divides[assumption|assumption]
 152  |apply (trans_le ? (p \sup q)).
 153   cut ((S O) \lt p).
 154   elim q.simplify.apply le_n_Sn.
 155   simplify.
 156   generalize in match H3.
 157   apply (nat_case n1).simplify.
 158   rewrite < times_n_SO.intro.assumption.
 159   intros.
 160   apply (trans_le ? (p*(S m))).
 161   apply (trans_le ? ((S (S O))*(S m))).
 162   simplify.rewrite > plus_n_Sm.
 163   rewrite < plus_n_O.
 164   apply le_plus_n.
 165   apply le_times_l.
 166   assumption.
 167   apply le_times_r.assumption.
 168   apply not_eq_to_le_to_lt.
 169   unfold.intro.apply H1.
 170   rewrite < H3.
 171   apply (witness ? r r ?).simplify.apply plus_n_O.
 172   assumption.
 173   rewrite > times_n_SO in \vdash (? % ?).
 174   apply le_times_r.
 175   change with (O \lt r).
 176   apply not_eq_to_le_to_lt.
 177   unfold.intro.
 178   apply H1.rewrite < H3.
 179   apply (witness ? ? O ?).rewrite < times_n_O.reflexivity.
 180   apply le_O_n.
 181   ]
 182 qed.
 183
 184 theorem p_ord_to_exp1: \forall p,n,q,r. (S O) \lt p \to O \lt n \to p_ord n p = pair nat nat q r\to
 185 \lnot p \divides r \land n = p \sup q * r.
 186 intros.
 187 unfold p_ord in H2.
 188 split.unfold.intro.
 189 apply (p_ord_aux_to_not_mod_O n n p q r).assumption.assumption.
 190 apply le_n.symmetry.assumption.
 191 apply divides_to_mod_O.apply (trans_lt ? (S O)).
 192 unfold.apply le_n.assumption.assumption.
 193 apply (p_ord_aux_to_exp n).apply (trans_lt ? (S O)).
 194 unfold.apply le_n.assumption.symmetry.assumption.
 195 qed.
 196
 197 theorem p_ord_times: \forall p,a,b,qa,ra,qb,rb. prime p
 198 \to O \lt a \to O \lt b
 199 \to p_ord a p = pair nat nat qa ra
 200 \to p_ord b p = pair nat nat qb rb
 201 \to p_ord (a*b) p = pair nat nat (qa + qb) (ra*rb).
 202 intros.
 203 cut ((S O) \lt p).
 204 elim (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? Hcut H1 H3).
 205 elim (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? Hcut H2 H4).
 206 apply p_ord_exp1.
 207 apply (trans_lt ? (S O)).unfold.apply le_n.assumption.
 208 unfold.intro.
 209 elim (divides_times_to_divides ? ? ? H H9).
 210 apply (absurd ? ? H10 H5).
 211 apply (absurd ? ? H10 H7).
 212 (* rewrite > H6.
 213 rewrite > H8. *)
 214 autobatch paramodulation.
 215 unfold prime in H. elim H. assumption.
 216 qed.
 217
 218 theorem fst_p_ord_times: \forall p,a,b. prime p
 219 \to O \lt a \to O \lt b
 220 \to fst ? ? (p_ord (a*b) p) = (fst ? ? (p_ord a p)) + (fst ? ? (p_ord b p)).
 221 intros.
 222 rewrite > (p_ord_times p a b (fst ? ? (p_ord a p)) (snd ? ? (p_ord a p))
 223 (fst ? ? (p_ord b p)) (snd ? ? (p_ord b p)) H H1 H2).
 224 simplify.reflexivity.
 225 apply eq_pair_fst_snd.
 226 apply eq_pair_fst_snd.
 227 qed.
 228
 229 theorem p_ord_p : \forall p:nat. (S O) \lt p \to p_ord p p = pair ? ? (S O) (S O).
 230 intros.
 231 apply p_ord_exp1.
 232 apply (trans_lt ? (S O)). unfold.apply le_n.assumption.
 233 unfold.intro.
 234 apply (absurd ? ? H).
 235 apply le_to_not_lt.
 236 apply divides_to_le.unfold.apply le_n.assumption.
 237 rewrite < times_n_SO.
 238 apply exp_n_SO.
 239 qed.
 240
 241 (* p_ord and divides *)
 242 theorem divides_to_p_ord: \forall p,a,b,c,d,n,m:nat.
 243 O < n \to O < m \to prime p
 244 \to divides n m \to p_ord n p = pair ? ? a b \to
 245 p_ord m p = pair ? ? c d \to divides b d \land a \le c.
 246 intros.
 247 cut (S O < p)
 248   [lapply (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? Hcut H H4).
 249    lapply (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? Hcut H1 H5).
 250    elim Hletin. clear Hletin.
 251    elim Hletin1. clear Hletin1.
 252    rewrite > H9 in H3.
 253    split
 254     [apply (gcd_SO_to_divides_times_to_divides (exp p c))
 255       [elim (le_to_or_lt_eq ? ? (le_O_n b))
 256         [assumption
 257         |apply False_ind.
 258          apply (lt_to_not_eq O ? H).
 259          rewrite > H7.
 260          rewrite < H10.
 261          autobatch
 262         ]
 263       |elim c
 264         [rewrite > sym_gcd.
 265          apply gcd_SO_n
 266         |simplify.
 267          apply eq_gcd_times_SO
 268           [apply lt_to_le.assumption
 269           |apply lt_O_exp.apply lt_to_le.assumption
 270           |rewrite > sym_gcd.
 271            (* hint non trova prime_to_gcd_SO e
 272               autobatch non chiude il goal *)
 273            apply prime_to_gcd_SO
 274             [assumption|assumption]
 275           |assumption
 276           ]
 277         ]
 278       |apply (trans_divides ? n)
 279         [apply (witness ? ? (exp p a)).
 280          rewrite > sym_times.
 281          assumption
 282         |assumption
 283         ]
 284       ]
 285     |apply (le_exp_to_le p)
 286       [assumption
 287       |apply divides_to_le
 288         [apply lt_O_exp.apply lt_to_le.assumption
 289         |apply (gcd_SO_to_divides_times_to_divides d)
 290           [apply lt_O_exp.apply lt_to_le.assumption
 291           |elim a
 292             [apply gcd_SO_n
 293             |simplify.rewrite < sym_gcd.
 294              apply eq_gcd_times_SO
 295               [apply lt_to_le.assumption
 296               |apply lt_O_exp.apply lt_to_le.assumption
 297               |rewrite > sym_gcd.
 298               (* hint non trova prime_to_gcd_SO e
 299                  autobatch non chiude il goal *)
 300                apply prime_to_gcd_SO
 301                 [assumption|assumption]
 302               |rewrite > sym_gcd. assumption
 303               ]
 304             ]
 305           |apply (trans_divides ? n)
 306             [apply (witness ? ? b).assumption
 307             |rewrite > sym_times.assumption
 308             ]
 309           ]
 310         ]
 311       ]
 312     ]
 313   |elim H2.assumption
 314   ]
 315 qed.
 316
 317 (* p_ord and primes *)
 318 theorem not_divides_to_p_ord_O: \forall n,i.
 319 Not (divides (nth_prime i) n) \to p_ord n (nth_prime i) =
 320 pair nat nat O n.
 321 intros.
 322 apply p_ord_exp1
 323   [apply lt_O_nth_prime_n
 324   |assumption
 325   |autobatch
 326   ]
 327 qed.
 328
 329 theorem p_ord_O_to_not_divides: \forall n,i,r.
 330 O < n \to
 331 p_ord n (nth_prime i) = pair nat nat O r
 332 \to Not (divides (nth_prime i) n).
 333 intros.
 334 lapply (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? ? ? H1)
 335   [apply lt_SO_nth_prime_n
 336   |assumption
 337   |elim Hletin.
 338    simplify in H3.
 339    rewrite > H3.
 340    rewrite < plus_n_O.
 341    assumption
 342   ]
 343 qed.
 344
 345 theorem p_ord_to_not_eq_O : \forall n,p,q,r.
 346   (S O) < n \to
 347   p_ord n (nth_prime p) = pair nat nat q r \to
 348   Not (r=O).
 349 intros.
 350 unfold.intro.
 351 cut (O < n)
 352   [lapply (p_ord_to_exp1 ? ? ? ? ? ? H1)
 353     [apply lt_SO_nth_prime_n.
 354     |assumption
 355     |elim Hletin.
 356      apply (lt_to_not_eq ? ? Hcut).
 357      rewrite > H4.
 358      rewrite > H2.
 359      apply times_n_O
 360     ]
 361   |apply (trans_lt ? (S O))[apply lt_O_S|assumption]
 362   ]
 363 qed.
 364
 365 definition ord :nat \to nat \to nat \def
 366 \lambda n,p. fst ? ? (p_ord n p).
 367
 368 definition ord_rem :nat \to nat \to nat \def
 369 \lambda n,p. snd ? ? (p_ord n p).
 370
 371 theorem divides_to_ord: \forall p,n,m:nat.
 372 O < n \to O < m \to prime p
 373 \to divides n m
 374 \to divides (ord_rem n p) (ord_rem m p) \land (ord n p) \le (ord m p).
 375 intros.
 376 apply (divides_to_p_ord p ? ? ? ? n m H H1 H2 H3)
 377   [unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 378   |unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 379   ]
 380 qed.
 381
 382 theorem divides_to_divides_ord_rem: \forall p,n,m:nat.
 383 O < n \to O < m \to prime p \to divides n m \to
 384 divides (ord_rem n p) (ord_rem m p).
 385 intros.
 386 elim (divides_to_ord p n m H H1 H2 H3).assumption.
 387 qed.
 388
 389 theorem divides_to_le_ord: \forall p,n,m:nat.
 390 O < n \to O < m \to prime p \to divides n m \to
 391 (ord n p) \le (ord m p).
 392 intros.
 393 elim (divides_to_ord p n m H H1 H2 H3).assumption.
 394 qed.
 395
 396 theorem exp_ord: \forall p,n. (S O) \lt p
 397 \to O \lt n \to n = p \sup (ord n p) * (ord_rem n p).
 398 intros.
 399 elim (p_ord_to_exp1 p n (ord n p) (ord_rem n p))
 400   [assumption
 401   |assumption
 402   |assumption
 403   |unfold ord.unfold ord_rem.
 404    apply eq_pair_fst_snd
 405   ]
 406 qed.
 407
 408 theorem divides_ord_rem: \forall p,n. (S O) < p \to O < n
 409 \to divides (ord_rem n p) n.
 410 intros.
 411 apply (witness ? ? (p \sup (ord n p))).
 412 rewrite > sym_times.
 413 apply exp_ord[assumption|assumption]
 414 qed.
 415
 416 theorem lt_O_ord_rem: \forall p,n. (S O) < p \to O < n \to O < ord_rem n p.
 417 intros.
 418 elim (le_to_or_lt_eq O (ord_rem n p))
 419   [assumption
 420   |apply False_ind.
 421    apply (lt_to_not_eq ? ? H1).
 422    lapply (divides_ord_rem ? ? H H1).
 423    rewrite < H2 in Hletin.
 424    elim Hletin.
 425    rewrite > H3.
 426    reflexivity
 427   |apply le_O_n
 428   ]
 429 qed.
 430
 431 (* properties of ord e ord_rem *)
 432
 433 theorem ord_times: \forall p,m,n.O<m \to O<n \to prime p \to
 434 ord (m*n) p = ord m p+ord n p.
 435 intros.unfold ord.
 436 rewrite > (p_ord_times ? ? ? (ord m p) (ord_rem m p) (ord n p) (ord_rem n p))
 437   [reflexivity
 438   |assumption
 439   |assumption
 440   |assumption
 441   |unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 442   |unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 443   ]
 444 qed.
 445
 446 theorem ord_exp: \forall p,m.S O < p \to
 447 ord (exp p m) p = m.
 448 intros.
 449 unfold ord.
 450 rewrite > (p_ord_exp1 p (exp p m) m (S O))
 451   [reflexivity
 452   |apply lt_to_le.assumption
 453   |intro.apply (lt_to_not_le ? ? H).
 454    apply divides_to_le
 455     [apply lt_O_S
 456     |assumption
 457     ]
 458   |apply times_n_SO
 459   ]
 460 qed.
 461
 462 theorem not_divides_to_ord_O:
 463 \forall p,m. prime p \to \lnot (divides p m) \to
 464 ord m p = O.
 465 intros.unfold ord.
 466 rewrite > (p_ord_exp1 p m O m)
 467   [reflexivity
 468   |apply prime_to_lt_O.assumption
 469   |assumption
 470   |simplify.apply plus_n_O
 471   ]
 472 qed.
 473
 474 theorem ord_O_to_not_divides:
 475 \forall p,m. O < m \to prime p \to ord m p = O \to
 476 \lnot (divides p m).
 477 intros.
 478 lapply (p_ord_to_exp1 p m (ord m p) (ord_rem m p))
 479   [elim Hletin.
 480    rewrite > H4.
 481    rewrite > H2.
 482    rewrite > sym_times.
 483    rewrite < times_n_SO.
 484    assumption
 485   |apply prime_to_lt_SO.assumption
 486   |assumption
 487   |unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 488   ]
 489 qed.
 490
 491 theorem divides_to_not_ord_O:
 492 \forall p,m. O < m \to prime p \to divides p m \to
 493 \lnot(ord m p = O).
 494 intros.intro.
 495 apply (ord_O_to_not_divides ? ? H H1 H3).
 496 assumption.
 497 qed.
 498
 499 theorem not_ord_O_to_divides:
 500 \forall p,m. O < m \to prime p \to \lnot (ord m p = O) \to
 501 divides p m.
 502 intros.
 503 rewrite > (exp_ord p) in ⊢ (? ? %)
 504   [apply (trans_divides ? (exp p (ord m p)))
 505     [generalize in match H2.
 506      cases (ord m p);intro
 507       [apply False_ind.apply H3.reflexivity
 508       |simplify.autobatch
 509       ]
 510     |autobatch
 511     ]
 512   |apply prime_to_lt_SO.
 513    assumption
 514   |assumption
 515   ]
 516 qed.
 517
 518 theorem not_divides_ord_rem: \forall m,p.O< m \to S O < p \to
 519 \lnot (divides p (ord_rem m p)).
 520 intros.
 521 elim (p_ord_to_exp1 p m (ord m p) (ord_rem m p))
 522   [assumption
 523   |assumption
 524   |assumption
 525   |unfold ord.unfold ord_rem.apply eq_pair_fst_snd
 526   ]
 527 qed.
 528
 529 theorem ord_ord_rem: \forall p,q,m. O < m \to
 530 prime p \to prime q \to
 531 q < p \to ord (ord_rem m p) q = ord m q.
 532 intros.
 533 rewrite > (exp_ord p) in ⊢ (? ? ? (? % ?))
 534   [rewrite > ord_times
 535     [rewrite > not_divides_to_ord_O in ⊢ (? ? ? (? % ?))
 536       [reflexivity
 537       |assumption
 538       |intro.
 539        apply (lt_to_not_eq ? ? H3).
 540        apply (divides_exp_to_eq ? ? ? H2 H1 H4)
 541       ]
 542     |apply lt_O_exp.
 543      apply (ltn_to_ltO ? ? H3)
 544     |apply lt_O_ord_rem
 545       [elim H1.assumption
 546       |assumption
 547
 548       ]
 549     |assumption
 550     ]
 551   |elim H1.assumption
 552   |assumption
 553   ]
 554 qed.
 555
 556 theorem lt_ord_rem: \forall n,m. prime n \to O < m \to
 557 divides n m \to ord_rem m n < m.
 558 intros.
 559 elim (le_to_or_lt_eq (ord_rem m n) m)
 560   [assumption
 561   |apply False_ind.
 562    apply (ord_O_to_not_divides ? ? H1 H ? H2).
 563    apply (inj_exp_r n)
 564     [apply prime_to_lt_SO.assumption
 565     |apply (inj_times_l1 m)
 566       [assumption
 567       |rewrite > sym_times in ⊢ (? ? ? %).
 568        rewrite < times_n_SO.
 569        rewrite < H3 in ⊢ (? ? (? ? %) ?).
 570        apply sym_eq.
 571        apply exp_ord
 572         [apply prime_to_lt_SO.assumption
 573         |assumption
 574         ]
 575       ]
 576     ]
 577   |apply divides_to_le
 578     [assumption
 579     |apply divides_ord_rem
 580       [apply prime_to_lt_SO.assumption
 581       |assumption
 582       ]
 583     ]
 584   ]
 585 qed.
 586
 587 (* p_ord_inv is used to encode the pair ord and rem into
 588    a single natural number. *)
 589
 590 definition p_ord_inv \def
 591 \lambda p,m,x.
 592   match p_ord x p with
 593   [pair q r \Rightarrow r*m+q].
 594
 595 theorem  eq_p_ord_inv: \forall p,m,x.
 596 p_ord_inv p m x = (ord_rem x p)*m+(ord x p).
 597 intros.unfold p_ord_inv. unfold ord_rem.
 598 unfold ord.
 599 elim (p_ord x p).
 600 reflexivity.
 601 qed.
 602
 603 theorem div_p_ord_inv:
 604 \forall p,m,x. ord x p < m \to p_ord_inv p m x / m = ord_rem x p.
 605 intros.rewrite > eq_p_ord_inv.
 606 apply div_plus_times.
 607 assumption.
 608 qed.
 609
 610 theorem mod_p_ord_inv:
 611 \forall p,m,x. ord x p < m \to p_ord_inv p m x \mod m = ord x p.
 612 intros.rewrite > eq_p_ord_inv.
 613 apply mod_plus_times.
 614 assumption.
 615 qed.