matita/matita/contribs/lambdadelta/basic_2/substitution/ldrop_ldrop.ma

   1 (**************************************************************************)
   2 (*       ___                                                              *)
   3 (*      ||M||                                                             *)
   4 (*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
   5 (*      ||T||                                                             *)
   6 (*      ||I||       Developers:                                           *)
   7 (*      ||T||         The HELM team.                                      *)
   8 (*      ||A||         http://helm.cs.unibo.it                             *)
   9 (*      \   /                                                             *)
  10 (*       \ /        This file is distributed under the terms of the       *)
  11 (*        v         GNU General Public License Version 2                  *)
  12 (*                                                                        *)
  13 (**************************************************************************)
  14
  15 include "basic_2/substitution/lift_lift.ma".
  16 include "basic_2/substitution/ldrop.ma".
  17
  18 (* DROPPING *****************************************************************)
  19
  20 (* Main properties **********************************************************)
  21
  22 (* Basic_1: was: drop_mono *)
  23 theorem ldrop_mono: ∀d,e,L,L1. ⇩[d, e] L ≡ L1 →
  24                     ∀L2. ⇩[d, e] L ≡ L2 → L1 = L2.
  25 #d #e #L #L1 #H elim H -d -e -L -L1
  26 [ #d #e #L2 #H
  27   >(ldrop_inv_atom1 … H) -L2 //
  28 | #K #I #V #L2 #HL12
  29    <(ldrop_inv_refl … HL12) -L2 //
  30 | #L #K #I #V #e #_ #IHLK #L2 #H
  31   lapply (ldrop_inv_ldrop1 … H ?) -H // /2 width=1/
  32 | #L #K1 #I #T #V1 #d #e #_ #HVT1 #IHLK1 #X #H
  33   elim (ldrop_inv_skip1 … H ?) -H // <minus_plus_m_m #K2 #V2 #HLK2 #HVT2 #H destruct
  34   >(lift_inj … HVT1 … HVT2) -HVT1 -HVT2
  35   >(IHLK1 … HLK2) -IHLK1 -HLK2 //
  36 ]
  37 qed-.
  38
  39 (* Basic_1: was: drop_conf_ge *)
  40 theorem ldrop_conf_ge: ∀d1,e1,L,L1. ⇩[d1, e1] L ≡ L1 →
  41                        ∀e2,L2. ⇩[0, e2] L ≡ L2 → d1 + e1 ≤ e2 →
  42                        ⇩[0, e2 - e1] L1 ≡ L2.
  43 #d1 #e1 #L #L1 #H elim H -d1 -e1 -L -L1
  44 [ #d #e #e2 #L2 #H
  45   >(ldrop_inv_atom1 … H) -L2 //
  46 | //
  47 | #L #K #I #V #e #_ #IHLK #e2 #L2 #H #He2
  48   lapply (ldrop_inv_ldrop1 … H ?) -H /2 width=2/ #HL2
  49   <minus_plus >minus_minus_comm /3 width=1/
  50 | #L #K #I #V1 #V2 #d #e #_ #_ #IHLK #e2 #L2 #H #Hdee2
  51   lapply (transitive_le 1 … Hdee2) // #He2
  52   lapply (ldrop_inv_ldrop1 … H ?) -H // -He2 #HL2
  53   lapply (transitive_le (1 + e) … Hdee2) // #Hee2
  54   @ldrop_ldrop_lt >minus_minus_comm /3 width=1/ (**) (* explicit constructor *)
  55 ]
  56 qed.
  57
  58 (* Note: apparently this was missing in basic_1 *)
  59 theorem ldrop_conf_be: ∀L0,L1,d1,e1. ⇩[d1, e1] L0 ≡ L1 →
  60                        ∀L2,e2. ⇩[0, e2] L0 ≡ L2 → d1 ≤ e2 → e2 ≤ d1 + e1 →
  61                        ∃∃L. ⇩[0, d1 + e1 - e2] L2 ≡ L & ⇩[0, d1] L1 ≡ L.
  62 #L0 #L1 #d1 #e1 #H elim H -L0 -L1 -d1 -e1
  63 [ #d1 #e1 #L2 #e2 #H >(ldrop_inv_atom1 … H) -H /2 width=3/
  64 | normalize #L #I #V #L2 #e2 #HL2 #_ #He2
  65   lapply (le_n_O_to_eq … He2) -He2 #H destruct
  66   lapply (ldrop_inv_refl … HL2) -HL2 #H destruct /2 width=3/
  67 | normalize #L0 #K0 #I #V1 #e1 #HLK0 #IHLK0 #L2 #e2 #H #_ #He21
  68   lapply (ldrop_inv_O1 … H) -H * * #He2 #HL20
  69   [ -IHLK0 -He21 destruct <minus_n_O /3 width=3/
  70   | -HLK0 <minus_le_minus_minus_comm //
  71     elim (IHLK0 … HL20 ? ?) -L0 // /2 width=1/ /2 width=3/
  72   ]
  73 | #L0 #K0 #I #V0 #V1 #d1 #e1 >plus_plus_comm_23 #_ #_ #IHLK0 #L2 #e2 #H #Hd1e2 #He2de1
  74   elim (le_inv_plus_l … Hd1e2) #_ #He2
  75   <minus_le_minus_minus_comm //
  76   lapply (ldrop_inv_ldrop1 … H ?) -H // #HL02
  77   elim (IHLK0 … HL02 ? ?) -L0 /2 width=1/ /3 width=3/
  78 ]
  79 qed.
  80
  81 (* Note: apparently this was missing in basic_1 *)
  82 theorem ldrop_conf_le: ∀L0,L1,d1,e1. ⇩[d1, e1] L0 ≡ L1 →
  83                        ∀L2,e2. ⇩[0, e2] L0 ≡ L2 → e2 ≤ d1 →
  84                        ∃∃L. ⇩[0, e2] L1 ≡ L & ⇩[d1 - e2, e1] L2 ≡ L.
  85 #L0 #L1 #d1 #e1 #H elim H -L0 -L1 -d1 -e1
  86 [ #d1 #e1 #L2 #e2 #H
  87   lapply (ldrop_inv_atom1 … H) -H #H destruct /2 width=3/
  88 | #K0 #I #V0 #L2 #e2 #H1 #H2
  89   lapply (le_n_O_to_eq … H2) -H2 #H destruct
  90   lapply (ldrop_inv_pair1 … H1) -H1 #H destruct /2 width=3/
  91 | #K0 #K1 #I #V0 #e1 #HK01 #_ #L2 #e2 #H1 #H2
  92   lapply (le_n_O_to_eq … H2) -H2 #H destruct
  93   lapply (ldrop_inv_pair1 … H1) -H1 #H destruct /3 width=3/
  94 | #K0 #K1 #I #V0 #V1 #d1 #e1 #HK01 #HV10 #IHK01 #L2 #e2 #H #He2d1
  95   elim (ldrop_inv_O1 … H) -H *
  96   [ -IHK01 -He2d1 #H1 #H2 destruct /3 width=5/
  97   | -HK01 -HV10 #He2 #HK0L2
  98     elim (IHK01 … HK0L2 ?) -IHK01 -HK0L2 /2 width=1/ >minus_le_minus_minus_comm // /3 width=3/
  99   ]
 100 ]
 101 qed.
 102
 103 (* Basic_1: was: drop_trans_ge *)
 104 theorem ldrop_trans_ge: ∀d1,e1,L1,L. ⇩[d1, e1] L1 ≡ L →
 105                         ∀e2,L2. ⇩[0, e2] L ≡ L2 → d1 ≤ e2 → ⇩[0, e1 + e2] L1 ≡ L2.
 106 #d1 #e1 #L1 #L #H elim H -d1 -e1 -L1 -L
 107 [ #d #e #e2 #L2 #H
 108   >(ldrop_inv_atom1 … H) -H -L2 //
 109 | //
 110 | /3 width=1/
 111 | #L1 #L2 #I #V1 #V2 #d #e #H_ #_ #IHL12 #e2 #L #H #Hde2
 112   lapply (lt_to_le_to_lt 0 … Hde2) // #He2
 113   lapply (lt_to_le_to_lt … (e + e2) He2 ?) // #Hee2
 114   lapply (ldrop_inv_ldrop1 … H ?) -H // #HL2
 115   @ldrop_ldrop_lt // >le_plus_minus // @IHL12 /2 width=1/ (**) (* explicit constructor *)
 116 ]
 117 qed.
 118
 119 (* Basic_1: was: drop_trans_le *)
 120 theorem ldrop_trans_le: ∀d1,e1,L1,L. ⇩[d1, e1] L1 ≡ L →
 121                         ∀e2,L2. ⇩[0, e2] L ≡ L2 → e2 ≤ d1 →
 122                         ∃∃L0. ⇩[0, e2] L1 ≡ L0 & ⇩[d1 - e2, e1] L0 ≡ L2.
 123 #d1 #e1 #L1 #L #H elim H -d1 -e1 -L1 -L
 124 [ #d #e #e2 #L2 #H
 125   >(ldrop_inv_atom1 … H) -L2 /2 width=3/
 126 | #K #I #V #e2 #L2 #HL2 #H
 127   lapply (le_n_O_to_eq … H) -H #H destruct /2 width=3/
 128 | #L1 #L2 #I #V #e #_ #IHL12 #e2 #L #HL2 #H
 129   lapply (le_n_O_to_eq … H) -H #H destruct
 130   elim (IHL12 … HL2 ?) -IHL12 -HL2 // #L0 #H #HL0
 131   lapply (ldrop_inv_refl … H) -H #H destruct /3 width=5/
 132 | #L1 #L2 #I #V1 #V2 #d #e #HL12 #HV12 #IHL12 #e2 #L #H #He2d
 133   elim (ldrop_inv_O1 … H) -H *
 134   [ -He2d -IHL12 #H1 #H2 destruct /3 width=5/
 135   | -HL12 -HV12 #He2 #HL2
 136     elim (IHL12 … HL2 ?) -L2 [ >minus_le_minus_minus_comm // /3 width=3/ | /2 width=1/ ]
 137   ]
 138 ]
 139 qed.
 140
 141 (* Basic_1: was: drop_conf_rev *)
 142 axiom ldrop_div: ∀e1,L1,L. ⇩[0, e1] L1 ≡ L → ∀e2,L2. ⇩[0, e2] L2 ≡ L →
 143                  ∃∃L0. ⇩[0, e1] L0 ≡ L2 & ⇩[e1, e2] L0 ≡ L1.
 144
 145 (* Basic_1: was: drop_conf_lt *)
 146 lemma ldrop_conf_lt: ∀d1,e1,L,L1. ⇩[d1, e1] L ≡ L1 →
 147                      ∀e2,K2,I,V2. ⇩[0, e2] L ≡ K2. ⓑ{I} V2 →
 148                      e2 < d1 → let d ≝ d1 - e2 - 1 in
 149                      ∃∃K1,V1. ⇩[0, e2] L1 ≡ K1. ⓑ{I} V1 &
 150                               ⇩[d, e1] K2 ≡ K1 & ⇧[d, e1] V1 ≡ V2.
 151 #d1 #e1 #L #L1 #H1 #e2 #K2 #I #V2 #H2 #He2d1
 152 elim (ldrop_conf_le … H1 … H2 ?) -L [2: /2 width=2/] #K #HL1K #HK2
 153 elim (ldrop_inv_skip1 … HK2 ?) -HK2 [2: /2 width=1/] #K1 #V1 #HK21 #HV12 #H destruct /2 width=5/
 154 qed.
 155
 156 lemma ldrop_trans_ge_comm: ∀d1,e1,e2,L1,L2,L.
 157                            ⇩[d1, e1] L1 ≡ L → ⇩[0, e2] L ≡ L2 → d1 ≤ e2 →
 158                            ⇩[0, e2 + e1] L1 ≡ L2.
 159 #e1 #e1 #e2 >commutative_plus /2 width=5/
 160 qed.
 161
 162 lemma ldrop_conf_div: ∀I1,L,K,V1,e1. ⇩[0, e1] L ≡ K. ⓑ{I1} V1 →
 163                       ∀I2,V2,e2. ⇩[0, e2] L ≡ K. ⓑ{I2} V2 →
 164                       ∧∧ e1 = e2 & I1 = I2 & V1 = V2.
 165 #I1 #L #K #V1 #e1 #HLK1 #I2 #V2 #e2 #HLK2
 166 elim (le_or_ge e1 e2) #He
 167 [ lapply (ldrop_conf_ge … HLK1 … HLK2 ?)
 168 | lapply (ldrop_conf_ge … HLK2 … HLK1 ?)
 169 ] -HLK1 -HLK2 // #HK
 170 lapply (ldrop_fwd_O1_length … HK) #H
 171 elim (discr_minus_x_xy … H) -H
 172 [1,3: normalize <plus_n_Sm #H destruct ]
 173 #H >H in HK; #HK
 174 lapply (ldrop_inv_refl … HK) -HK #H destruct
 175 lapply (inv_eq_minus_O … H) -H /3 width=1/
 176 qed-.