]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blob - weblib/tutorial/chapter2.ma
section in chapter 2
[helm.git] / weblib / tutorial / chapter2.ma
1 \ 5h1 class="section"\ 6Induction and Recursion\ 5/h1\ 6
2 include "basics/types.ma".
3
4 (* Most of the types we have seen so far are enumerated types, composed by a 
5 finite set of alternatives, and records, composed by tuples of heteregoneous 
6 elements. A more interesting case of type definition is when some of the rules 
7 defining its elements are recursive, i.e. they allow the formation of more 
8 elements of the type in terms of the already defined ones. The most typical case 
9 is provided by the natural numbers, that can be defined as the smallest set 
10 generated by a constant 0 and a successor function from natural numbers to natural
11 numbers *)
12
13 inductive nat : Type[0] ≝ 
14 | O :nat
15 | S: nat →nat.
16
17 (* The two terms O and S are called constructors: they define the signature of the
18 type, whose objects are the elements freely generated by means of them. So, 
19 examples of natural numbers are O, S O, S (S O), S (S (S O)) and so on. 
20
21 The language of Matita allows the definition of well founded recursive functions 
22 over inductive types; in order to guarantee termination of recursion you are only 
23 allowed to make recursive calls on structurally smaller arguments than the ones 
24 you received in input. Most mathematical functions can be naturally defined in this
25 way. For instance, the sum of two natural numbers can be defined as follows *)
26
27 let rec add n m ≝ 
28 match n with
29 [ O ⇒ m
30 | S a ⇒ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 (add a m)
31 ].
32
33 (*
34 \ 5h2 class="section"\ 6Elimination\ 5/h2\ 6
35 It is worth to observe that the previous algorithm works by recursion over the
36 first argument. This means that, for instance, (add O x) will reduce to x, as 
37 expected, but (add x O) is stuck. 
38 How can we prove that, for a generic x, (add x O) = x? The mathematical tool to do 
39 it is called induction. The induction principle states that, given a property P(n) 
40 over natural numbers, if we prove P(0) and prove that, for any m, P(m) implies P(S m), 
41 than we can conclude P(n) for any n. 
42
43 The elim tactic, allow you to apply induction in a very simple way. If your goal is 
44 P(n), the invocation of
45   elim n
46 will break down your task to prove the two subgoals P(0) and ∀m.P(m) → P(S m).
47
48 Let us apply it to our case *)
49
50 lemma add_0: ∀a. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 a \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6 \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 a.
51 #a elim a
52
53 (* If you stop the computation here, you will see on the right the two subgoals 
54     - add O O = O
55     - ∀x. add x 0 = x → add (S x) O = S x
56 After normalization, both goals are trivial.
57 *)
58
59 normalize // qed.
60
61 (* In a similar way, it is convenient to state a lemma about the behaviour of 
62 add when the second argument is not zero. *)
63
64 lemma add_S : ∀a,b. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 a (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 b) \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 a b).
65
66 (* In the same way as before, we proceed by induction over a. *)
67
68 #a #b elim a normalize //
69 qed. 
70
71 (* We are now in the position to prove the commutativity of the sum *)
72
73 theorem add_comm : ∀a,b. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 a b \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 b a.
74 #a elim a normalize
75
76 (* We have two sub goals:
77   G1: ∀b. b = add b O
78   G2: ∀x.(∀b. add x b = add b x) → ∀b. S (add x b) = add b (S x). 
79 G1 is just our lemma add_O. For G2, we start introducing x and the induction 
80 hypothesis IH; then, the goal is proved by rewriting using add_S and IH.
81 For Matita, the task is trivial and we can simply close the goal with // *)
82
83 // qed.
84
85 (* COERCIONS *)
86
87 inductive bool : Type[0] ≝
88 | tt : bool
89 | ff : bool.
90
91 definition nat_of_bool ≝ λb. match b with 
92 [ tt ⇒ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6 
93 | ff ⇒ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6 
94 ].
95
96 (* coercion nat_of_bool. ?? *)
97  
98 (* Let us now define the following function: *)
99
100 definition twice ≝ λn.\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 n n. 
101
102 (* 
103 \ 5h2 class="section"\ 6Existential\ 5/h2\ 6
104 We are interested to prove that for any natural number n there exists a natural 
105 number m that is the integer half of n. This will give us the opportunity to 
106 introduce new connectives and quantifiers and, later on, to make some interesting 
107 consideration on proofs and computations. *)
108
109 theorem ex_half: ∀n.\ 5a title="exists" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6m. n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 m \ 5a title="logical or" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6 n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 m).
110 #n elim n normalize 
111
112 (* We proceed by induction on n, that breaks down to the following goals:
113   G1: ∃m.O = add O O ∨ O = S (add m m)
114   G2: ∀x.(∃m. x = add m m ∨ x = S (add m m))→ ∃m. S x = add m m ∨ S x = S (add m m)
115 The only way we have to prove an existential goal is by exhibiting the witness, 
116 that in the case of first goal is O. We do it by apply the term called ex_intro 
117 instantiated by the witness. Then, it is clear that we must follow the left branch 
118 of the disjunction. One way to do it is by applying the term or_introl, that is 
119 the first constructor of the disjunction. However, remembering the names of 
120 constructors can be annyoing: we can invoke the application of the n-th 
121 constructor of an inductive type (inferred by the current goal) by typing %n. At 
122 this point we are left with the subgoal O = add O O, that is closed by 
123 computation. It is worth to observe that invoking automation at depth /3/ would 
124 also automatically close G1.
125 *)
126   [@(\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/ex.con(0,1,2)"\ 6ex_intro\ 5/a\ 6 … \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6) %1 //
127
128 (* 
129 \ 5h2 class="section"\ 6Destructuration\ 5/h2\ 6
130 The case of G2 is more complex. We should start introducing x and the 
131 inductive hypothesis
132      IH: ∃m. x = add m m ∨ x = S (add m m) 
133 At this point we should assume the existence of m enjoying the inductive 
134 hypothesis. To eliminate the existential from the context we can just use the 
135 case tactic. This situation where we introduce something into the context and 
136 immediately eliminate it by case analysis is so frequent that Matita provides a 
137 convenient shorthand: you can just type a single "*". 
138 The star symbol should be reminiscent of an explosion: the idea is that you have
139 a structured hypothesis, and you ask to explode it into its constituents. In the 
140 case of the existential, it allows to pass from a goal of the shape 
141     (∃x.P x) → Q
142 to a goal of the shape
143     ∀x.P x → Q
144 *)
145   |#x *
146 (* At this point we are left with a new goal with the following shape
147   G3: ∀m. x = add m m ∨ x = S (add m m) → ....  
148 We should introduce m, the hypothesis H: x = add m m ∨ x = S (add m m), and 
149 then reason by cases on this hypothesis. It is the same situation as before: 
150 we explode the disjunctive hypothesis into its possible consituents. In the case 
151 of a disjunction, the * tactic allows to pass from a goal of the form
152     A∨B → Q
153 to two subgoals of the form
154     A → Q  and  B → Q
155 *)
156   #m * #eqx
157 (* In the first subgoal, we are under the assumption that x = add m m. The half 
158 of (S x) is hence m, and we have to prove the right branch of the disjunction. 
159 In the second subgoal, we are under the assumption that x = S (add m m). The halh 
160 of (S x) is hence (S m), and have to follow the left branch of the disjunction.
161 *)
162   [@(\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/ex.con(0,1,2)"\ 6ex_intro\ 5/a\ 6 … m) /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/basics/logic/Or.con(0,2,2)"\ 6or_intror\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/ | @(\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/ex.con(0,1,2)"\ 6ex_intro\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 m)) normalize /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/basics/logic/Or.con(0,1,2)"\ 6or_introl\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
163   ]
164 qed. 
165
166 (* 
167 \ 5h2 class="section"\ 6Computing vs. Proving\ 5/h2\ 6
168 Instead of proving the existence of a number corresponding to the half of n, 
169 we could be interested in computing it. The best way to do it is to define this 
170 division operation together with the remainder, that in our case is just a 
171 boolean value: tt if the input term is even, and ff if the input term is odd. 
172 Since we must return a pair, we could use a suitably defined record type, or 
173 simply a product type nat × bool, defined in the basic library. The product type 
174 is just a sort of general purpose record, with standard fields fst and snd, called 
175 projections. 
176 A pair of values n and m is written (pair … m n) or \langle n,m \rangle - visually 
177 rendered as 〈n,m〉 
178
179 We first write down the function, and then discuss it.*)
180
181 let rec div2 n ≝ 
182 match n with
183 [ O ⇒ \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6\ 5span class="error" title="Parse error: [sym,] expected after [term level 19] (in [term])"\ 6\ 5/span\ 6,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6
184 | S a ⇒ \ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6
185    let p ≝ (div2 a) in
186    match (\ 5a href="cic:/matita/basics/types/snd.fix(0,2,1)"\ 6snd\ 5/a\ 6\ 5span class="error" title="Parse error: SYMBOL ':' or RPAREN expected after [term] (in [term])"\ 6\ 5/span\ 6 … p) with
187    [ tt ⇒ \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p),\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉 
188    | ff ⇒ \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p, \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,1,0)"\ 6tt\ 5/a\ 6
189    ]
190 ]. 
191
192 (* The function is computed by recursion over the input n. If n is 0, then the 
193 quotient is 0 and the remainder is tt. If n = S a, we start computing the half 
194 of a, say 〈q,b〉. Then we have two cases according to the possible values of b: 
195 if b is tt, then we must return 〈q,ff〉, while if b = ff then we must return 
196 〈S q,tt〉.
197
198 It is important to point out the deep, substantial analogy between the algorithm 
199 for computing div2 and the the proof of ex_half. In particular ex_half returns a 
200 proof of the kind ∃n.A(n)∨B(n): the really informative content in it is the 
201 witness n and a boolean indicating which one between the two conditions A(n) and 
202 B(n) is met. This is precisely the quotient-remainder pair returned by div2.
203 In both cases we proceed by recurrence (respectively, induction or recursion) over 
204 the input argument n. In case n = 0, we conclude the proof in ex_half by providing 
205 the witness O and a proof of A(O); this corresponds to returning the pair 〈O,ff〉 in 
206 div2. Similarly, in the inductive case n = S a, we must exploit the inductive 
207 hypothesis for a (i.e. the result of the recursive call), distinguishing two subcases 
208 according to the the two possibilites A(a) or B(a) (i.e. the two possibile values of 
209 the remainder for a). The reader is strongly invited to check all remaining details.
210
211 Let us now prove that our div2 function has the expected behaviour.
212 *)
213
214 lemma surjective_pairing: ∀A,B.∀p:A\ 5a title="Product" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6×\ 5/a\ 6B. p \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p,\ 5a title="pair pi2" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\snd\ 5/a\ 6\ 5span class="error" title="Parse error: [sym〉] or [sym,] expected after [term level 19] (in [term])"\ 6\ 5/span\ 6 … p〉.
215 #A #B * // qed.
216
217 lemma div2SO: ∀n,q. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6q,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉 → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 n) \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6q,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,1,0)"\ 6tt\ 5/a\ 6〉.
218 #n #q #H normalize >H normalize // qed.
219
220 lemma div2S1: ∀n,q. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6q,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,1,0)"\ 6tt\ 5/a\ 6〉 → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 n) \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6\ 5span class="error" title="Parse error: [term] expected after [sym=] (in [term])"\ 6\ 5/span\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 q,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉.
221 #n #q #H normalize >H normalize // qed.
222
223 lemma div2_ok: ∀n,q,r. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6q,r〉 → n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 q) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat_of_bool.def(1)"\ 6nat_of_bool\ 5/a\ 6 r).
224 #n elim n
225   [#q #r normalize #H destruct //
226   |#a #Hind #q #r 
227    cut (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 a \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 a), \ 5a href="cic:/matita/basics/types/snd.fix(0,2,1)"\ 6snd\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 a)〉) [//] 
228    cases (\ 5a href="cic:/matita/basics/types/snd.fix(0,2,1)"\ 6snd\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 a))
229     [#H >(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2S1.def(3)"\ 6div2S1\ 5/a\ 6 … H) #H1 destruct @\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/eq_f.def(3)"\ 6eq_f\ 5/a\ 6 \ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6>\ 5/span\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6 whd in ⊢ (???%); <\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6 @(Hind … H) 
230     |#H >(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2SO.def(3)"\ 6div2SO\ 5/a\ 6 … H) #H1 destruct >\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6 @\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/eq_f.def(3)"\ 6eq_f\ 5/a\ 6 @(Hind … H) 
231     ]
232 qed.
233
234 (* \ 5h2 class="section"\ 6Mixing proofs and computations\ 5/h2\ 6
235 There is still another possibility, however, namely to mix the program and its 
236 specification into a single entity. The idea is to refine the output type of the 
237 div2 function: it should not be just a generic pair 〈q,r〉 of natural numbers but a 
238 specific pair satisfying the specification of the function. In other words, we need 
239 the possibility to define, for a type A and a property P over A, the subset type 
240 {a:A|P(a)} of all elements a of type A that satisfy the property P. Subset types 
241 are just a particular case of the so called dependent types, that is types that 
242 can depend over arguments (such as arrays of a specified length, taken as a 
243 parameter).These kind of types are quite unusual in traditional programming 
244 languages, and their study is one of the new frontiers of the current research on 
245 type systems. 
246
247 There is nothing special in a subset type {a:A|P(a)}: it is just a record composed 
248 by an element of a of type A and a proof of P(a). The crucial point is to have a 
249 language reach enough to comprise proofs among its expressions. 
250 *)
251
252 record Sub (A:Type[0]) (P:A → Prop) : Type[0] ≝
253   {witness: A; 
254    proof: P witness}.
255
256 definition qr_spec ≝ λn.λp.∀q,r. p \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6q,r〉 → n \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add.fix(0,0,1)"\ 6add\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 q) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat_of_bool.def(1)"\ 6nat_of_bool\ 5/a\ 6 r).
257   
258 (* We can now construct a function from n to {p|qr_spec n p} by composing the objects
259 we already have *)
260
261 definition div2P: ∀n. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.ind(1,0,2)"\ 6Sub\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.ind(1,0,0)"\ 6nat\ 5/a\ 6\ 5a title="Product" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6×\ 5/a\ 6\ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.ind(1,0,0)"\ 6bool\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/qr_spec.def(3)"\ 6qr_spec\ 5/a\ 6 n) ≝ λn.
262  \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.con(0,1,2)"\ 6mk_Sub\ 5/a\ 6 ?? (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2.fix(0,0,2)"\ 6div2\ 5/a\ 6 n) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2_ok.def(4)"\ 6div2_ok\ 5/a\ 6 n).
263
264 (* But we can also try do directly build such an object *)
265
266 definition div2Pagain : ∀n.\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.ind(1,0,2)"\ 6Sub\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.ind(1,0,0)"\ 6nat\ 5/a\ 6\ 5a title="Product" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6×\ 5/a\ 6\ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.ind(1,0,0)"\ 6bool\ 5/a\ 6) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/qr_spec.def(3)"\ 6qr_spec\ 5/a\ 6 n).
267 #n elim n
268   [@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.con(0,1,2)"\ 6mk_Sub\ 5/a\ 6 … \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉) normalize #q #r #H destruct //
269   |#a * #p #qrspec 
270    cut (p \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p, \ 5a href="cic:/matita/basics/types/snd.fix(0,2,1)"\ 6snd\ 5/a\ 6 … p〉) [//] 
271    cases (\ 5a href="cic:/matita/basics/types/snd.fix(0,2,1)"\ 6snd\ 5/a\ 6 … p)
272     [#H @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.con(0,1,2)"\ 6mk_Sub\ 5/a\ 6 … \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p),\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉) whd #q #r #H1 destruct @\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/eq_f.def(3)"\ 6eq_f\ 5/a\ 6 \ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6>\ 5/span\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6
273      whd in ⊢ (???%); <\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6 @(qrspec … H)
274     |#H @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/Sub.con(0,1,2)"\ 6mk_Sub\ 5/a\ 6 … \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/basics/types/fst.fix(0,2,1)"\ 6fst\ 5/a\ 6 … p,\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,1,0)"\ 6tt\ 5/a\ 6〉) whd #q #r #H1 destruct >\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/add_S.def(2)"\ 6add_S\ 5/a\ 6 @\ 5a href="cic:/matita/basics/logic/eq_f.def(3)"\ 6eq_f\ 5/a\ 6 @(qrspec … H) 
275   ]
276 qed.
277
278 example quotient7: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/witness.fix(0,2,1)"\ 6witness\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2Pagain.def(4)"\ 6div2Pagain\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6)))))))) \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6)),\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,1,0)"\ 6tt\ 5/a\ 6〉.
279 // qed.
280
281 example quotient8: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/witness.fix(0,2,1)"\ 6witness\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/div2Pagain.def(4)"\ 6div2Pagain\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6)))))) 
282        \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a title="Pair construction" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/twice.def(2)"\ 6twice\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,2,0)"\ 6S\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/nat.con(0,1,0)"\ 6O\ 5/a\ 6))), \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter2/bool.con(0,2,0)"\ 6ff\ 5/a\ 6〉.
283 // qed. 
284 \ 5pre\ 6\ 5pre\ 6 \ 5/pre\ 6\ 5/pre\ 6