]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - helm/matita/library/nat/primes.ma
ocaml 3.09 transition
[helm.git] / helm / matita / library / nat / primes.ma
index 500c8117f70355c181e55924eaa3befbecd23279..50b7d1221bfdca8211184a664add8c73aa392bd5 100644 (file)
@@ -22,218 +22,313 @@ include "nat/factorial.ma".
 inductive divides (n,m:nat) : Prop \def
 witness : \forall p:nat.m = times n p \to divides n m.
 
+interpretation "divides" 'divides n m = (cic:/matita/nat/primes/divides.ind#xpointer(1/1) n m).
+interpretation "not divides" 'ndivides n m =
+ (cic:/matita/logic/connectives/Not.con (cic:/matita/nat/primes/divides.ind#xpointer(1/1) n m)).
+
 theorem reflexive_divides : reflexive nat divides.
-simplify.
+unfold reflexive.
 intros.
-exact witness x x (S O) (times_n_SO x).
+exact (witness x x (S O) (times_n_SO x)).
 qed.
 
 theorem divides_to_div_mod_spec :
-\forall n,m. O < n \to divides n m \to div_mod_spec m n (div m n) O.
+\forall n,m. O < n \to n \divides m \to div_mod_spec m n (m / n) O.
 intros.elim H1.rewrite > H2.
 constructor 1.assumption.
-apply lt_O_n_elim n H.intros.
+apply (lt_O_n_elim n H).intros.
 rewrite < plus_n_O.
 rewrite > div_times.apply sym_times.
 qed.
 
-theorem div_mod_spec_to_div :
-\forall n,m,p. div_mod_spec m n p O \to divides n m.
+theorem div_mod_spec_to_divides :
+\forall n,m,p. div_mod_spec m n p O \to n \divides m.
 intros.elim H.
-apply witness n m p.
+apply (witness n m p).
 rewrite < sym_times.
-rewrite > plus_n_O (p*n).assumption.
+rewrite > (plus_n_O (p*n)).assumption.
 qed.
 
 theorem divides_to_mod_O:
-\forall n,m. O < n \to divides n m \to (mod m n) = O.
-intros.apply div_mod_spec_to_eq2 m n (div m n) (mod m n) (div m n) O.
+\forall n,m. O < n \to n \divides m \to (m \mod n) = O.
+intros.apply (div_mod_spec_to_eq2 m n (m / n) (m \mod n) (m / n) O).
 apply div_mod_spec_div_mod.assumption.
 apply divides_to_div_mod_spec.assumption.assumption.
 qed.
 
 theorem mod_O_to_divides:
-\forall n,m. O< n \to (mod m n) = O \to  divides n m.
+\forall n,m. O< n \to (m \mod n) = O \to  n \divides m.
 intros.
-apply witness n m (div m n).
-rewrite > plus_n_O (n*div m n).
+apply (witness n m (m / n)).
+rewrite > (plus_n_O (n * (m / n))).
 rewrite < H1.
 rewrite < sym_times.
-(* perche' hint non lo trova ?*)
+(* Andrea: perche' hint non lo trova ?*)
 apply div_mod.
 assumption.
 qed.
 
-theorem divides_n_O: \forall n:nat. divides n O.
-intro. apply witness n O O.apply times_n_O.
+theorem divides_n_O: \forall n:nat. n \divides O.
+intro. apply (witness n O O).apply times_n_O.
 qed.
 
-theorem divides_SO_n: \forall n:nat. divides (S O) n.
-intro. apply witness (S O) n n. simplify.apply plus_n_O.
+theorem divides_n_n: \forall n:nat. n \divides n.
+intro. apply (witness n n (S O)).apply times_n_SO.
+qed.
+
+theorem divides_SO_n: \forall n:nat. (S O) \divides n.
+intro. apply (witness (S O) n n). simplify.apply plus_n_O.
 qed.
 
 theorem divides_plus: \forall n,p,q:nat. 
-divides n p \to divides n q \to divides n (p+q).
+n \divides p \to n \divides q \to n \divides p+q.
 intros.
-elim H.elim H1. apply witness n (p+q) (n2+n1).
+elim H.elim H1. apply (witness n (p+q) (n2+n1)).
 rewrite > H2.rewrite > H3.apply sym_eq.apply distr_times_plus.
 qed.
 
 theorem divides_minus: \forall n,p,q:nat. 
 divides n p \to divides n q \to divides n (p-q).
 intros.
-elim H.elim H1. apply witness n (p-q) (n2-n1).
+elim H.elim H1. apply (witness n (p-q) (n2-n1)).
 rewrite > H2.rewrite > H3.apply sym_eq.apply distr_times_minus.
 qed.
 
 theorem divides_times: \forall n,m,p,q:nat. 
-divides n p \to divides m q \to divides (n*m) (p*q).
+n \divides p \to m \divides q \to n*m \divides p*q.
 intros.
-elim H.elim H1. apply witness (n*m) (p*q) (n2*n1).
+elim H.elim H1. apply (witness (n*m) (p*q) (n2*n1)).
 rewrite > H2.rewrite > H3.
-apply trans_eq nat ? (n*(m*(n2*n1))).
-apply trans_eq nat ? (n*(n2*(m*n1))).
+apply (trans_eq nat ? (n*(m*(n2*n1)))).
+apply (trans_eq nat ? (n*(n2*(m*n1)))).
 apply assoc_times.
 apply eq_f.
-apply trans_eq nat ? ((n2*m)*n1).
+apply (trans_eq nat ? ((n2*m)*n1)).
 apply sym_eq. apply assoc_times.
-rewrite > sym_times n2 m.apply assoc_times.
+rewrite > (sym_times n2 m).apply assoc_times.
 apply sym_eq. apply assoc_times.
 qed.
 
-theorem transitive_divides: \forall n,m,p. 
-divides n m \to divides m p \to divides n p.
+theorem transitive_divides: transitive ? divides.
+unfold.
 intros.
-elim H.elim H1. apply witness n p (n2*n1).
+elim H.elim H1. apply (witness x z (n2*n)).
 rewrite > H3.rewrite > H2.
 apply assoc_times.
 qed.
 
+variant trans_divides: \forall n,m,p. 
+ n \divides m \to m \divides p \to n \divides p \def transitive_divides.
+
+theorem eq_mod_to_divides:\forall n,m,p. O< p \to
+mod n p = mod m p \to divides p (n-m).
+intros.
+cut (n \le m \or \not n \le m).
+elim Hcut.
+cut (n-m=O).
+rewrite > Hcut1.
+apply (witness p O O).
+apply times_n_O.
+apply eq_minus_n_m_O.
+assumption.
+apply (witness p (n-m) ((div n p)-(div m p))).
+rewrite > distr_times_minus.
+rewrite > sym_times.
+rewrite > (sym_times p).
+cut ((div n p)*p = n - (mod n p)).
+rewrite > Hcut1.
+rewrite > eq_minus_minus_minus_plus.
+rewrite > sym_plus.
+rewrite > H1.
+rewrite < div_mod.reflexivity.
+assumption.
+apply sym_eq.
+apply plus_to_minus.
+rewrite > sym_plus.
+apply div_mod.
+assumption.
+apply (decidable_le n m).
+qed.
+
+theorem antisymmetric_divides: antisymmetric nat divides.
+unfold antisymmetric.intros.elim H. elim H1.
+apply (nat_case1 n2).intro.
+rewrite > H3.rewrite > H2.rewrite > H4.
+rewrite < times_n_O.reflexivity.
+intros.
+apply (nat_case1 n).intro.
+rewrite > H2.rewrite > H3.rewrite > H5.
+rewrite < times_n_O.reflexivity.
+intros.
+apply antisymmetric_le.
+rewrite > H2.rewrite > times_n_SO in \vdash (? % ?).
+apply le_times_r.rewrite > H4.apply le_S_S.apply le_O_n.
+rewrite > H3.rewrite > times_n_SO in \vdash (? % ?).
+apply le_times_r.rewrite > H5.apply le_S_S.apply le_O_n.
+qed.
+
 (* divides le *)
-theorem divides_to_le : \forall n,m. O < m \to divides n m \to n \le m.
-intros. elim H1.rewrite > H2.cut O < n2.
-apply lt_O_n_elim n2 Hcut.intro.rewrite < sym_times.
+theorem divides_to_le : \forall n,m. O < m \to n \divides m \to n \le m.
+intros. elim H1.rewrite > H2.cut (O < n2).
+apply (lt_O_n_elim n2 Hcut).intro.rewrite < sym_times.
 simplify.rewrite < sym_plus.
 apply le_plus_n.
-elim le_to_or_lt_eq O n2.
-assumption.apply le_O_n.
-absurd O<m.assumption.
+elim (le_to_or_lt_eq O n2).
+assumption.
+absurd (O<m).assumption.
 rewrite > H2.rewrite < H3.rewrite < times_n_O.
-apply not_le_Sn_n O.
+apply (not_le_Sn_n O).
+apply le_O_n.
 qed.
 
-theorem divides_to_lt_O : \forall n,m. O < m \to divides n m \to O < n.
+theorem divides_to_lt_O : \forall n,m. O < m \to n \divides m \to O < n.
 intros.elim H1.
-elim le_to_or_lt_eq O n (le_O_n n).
+elim (le_to_or_lt_eq O n (le_O_n n)).
 assumption.
-rewrite < H3.absurd O < m.assumption.
+rewrite < H3.absurd (O < m).assumption.
 rewrite > H2.rewrite < H3.
-simplify.exact not_le_Sn_n O.
+simplify.exact (not_le_Sn_n O).
 qed.
 
 (* boolean divides *)
 definition divides_b : nat \to nat \to bool \def
-\lambda n,m :nat. (eqb (mod m n) O).
+\lambda n,m :nat. (eqb (m \mod n) O).
   
 theorem divides_b_to_Prop :
-\forall n,m:nat. O < n \to O < m \to
+\forall n,m:nat. O < n \to
 match divides_b n m with
-[ true \Rightarrow divides n m
-| false \Rightarrow \lnot (divides n m)].
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m].
 intros.
 change with 
-match eqb (mod m n) O with
-[ true \Rightarrow divides n m
-| false \Rightarrow \lnot (divides n m)].
+match eqb (m \mod n) O with
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m].
 apply eqb_elim.
 intro.simplify.apply mod_O_to_divides.assumption.assumption.
-intro.simplify.intro.apply H2.apply divides_to_mod_O.assumption.assumption.
+intro.simplify.unfold Not.intro.apply H1.apply divides_to_mod_O.assumption.assumption.
 qed.
 
 theorem divides_b_true_to_divides :
-\forall n,m:nat. O < n \to O < m \to
-(divides_b n m = true ) \to divides n m.
+\forall n,m:nat. O < n \to
+(divides_b n m = true ) \to n \divides m.
 intros.
 change with 
 match true with
-[ true \Rightarrow divides n m
-| false \Rightarrow \lnot (divides n m)].
-rewrite < H2.apply divides_b_to_Prop.
-assumption.assumption.
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m].
+rewrite < H1.apply divides_b_to_Prop.
+assumption.
 qed.
 
 theorem divides_b_false_to_not_divides :
-\forall n,m:nat. O < n \to O < m \to
-(divides_b n m = false ) \to \lnot (divides n m).
+\forall n,m:nat. O < n \to
+(divides_b n m = false ) \to n \ndivides m.
 intros.
 change with 
 match false with
-[ true \Rightarrow divides n m
-| false \Rightarrow \lnot (divides n m)].
-rewrite < H2.apply divides_b_to_Prop.
-assumption.assumption.
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m].
+rewrite < H1.apply divides_b_to_Prop.
+assumption.
+qed.
+
+theorem decidable_divides: \forall n,m:nat.O < n \to
+decidable (n \divides m).
+intros.change with ((n \divides m) \lor n \ndivides m).
+cut 
+(match divides_b n m with
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m] \to n \divides m \lor n \ndivides m).
+apply Hcut.apply divides_b_to_Prop.assumption.
+elim (divides_b n m).left.apply H1.right.apply H1.
+qed.
+
+theorem divides_to_divides_b_true : \forall n,m:nat. O < n \to
+n \divides m \to divides_b n m = true.
+intros.
+cut (match (divides_b n m) with
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m] \to ((divides_b n m) = true)).
+apply Hcut.apply divides_b_to_Prop.assumption.
+elim (divides_b n m).reflexivity.
+absurd (n \divides m).assumption.assumption.
+qed.
+
+theorem not_divides_to_divides_b_false: \forall n,m:nat. O < n \to
+\lnot(n \divides m) \to (divides_b n m) = false.
+intros.
+cut (match (divides_b n m) with
+[ true \Rightarrow n \divides m
+| false \Rightarrow n \ndivides m] \to ((divides_b n m) = false)).
+apply Hcut.apply divides_b_to_Prop.assumption.
+elim (divides_b n m).
+absurd (n \divides m).assumption.assumption.
+reflexivity.
 qed.
 
 (* divides and pi *)
-theorem divides_f_pi_f : \forall f:nat \to nat.\forall n,i:nat. 
-i < n \to divides (f i) (pi n f).
-intros 3.elim n.apply False_ind.apply not_le_Sn_O i H.
+theorem divides_f_pi_f : \forall f:nat \to nat.\forall n,m,i:nat. 
+m \le i \to i \le n+m \to f i \divides pi n f m.
+intros 5.elim n.simplify.
+cut (i = m).rewrite < Hcut.apply divides_n_n.
+apply antisymmetric_le.assumption.assumption.
 simplify.
-apply le_n_Sm_elim (S i) n1 H1.
-intro.
-apply transitive_divides ? (pi n1 f).
-apply H.simplify.apply le_S_S_to_le. assumption.
-apply witness ? ? (f n1).apply sym_times.
-intro.cut i = n1.
-rewrite > Hcut.
-apply witness ? ? (pi n1 f).reflexivity.
-apply inj_S.assumption.
+cut (i < S n1+m \lor i = S n1 + m).
+elim Hcut.
+apply (transitive_divides ? (pi n1 f m)).
+apply H1.apply le_S_S_to_le. assumption.
+apply (witness ? ? (f (S n1+m))).apply sym_times.
+rewrite > H3.
+apply (witness ? ? (pi n1 f m)).reflexivity.
+apply le_to_or_lt_eq.assumption.
 qed.
 
+(*
 theorem mod_S_pi: \forall f:nat \to nat.\forall n,i:nat. 
-i < n \to (S O) < (f i) \to mod (S (pi n f)) (f i) = (S O).
-intros.cut mod (pi n f) (f i) = O.
+i < n \to (S O) < (f i) \to (S (pi n f)) \mod (f i) = (S O).
+intros.cut (pi n f) \mod (f i) = O.
 rewrite < Hcut.
 apply mod_S.apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
 rewrite > Hcut.assumption.
 apply divides_to_mod_O.apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
 apply divides_f_pi_f.assumption.
 qed.
+*)
 
 (* divides and fact *)
 theorem divides_fact : \forall n,i:nat. 
-O < i \to i \le n \to divides i (fact n).
-intros 3.elim n.absurd O<i.assumption.apply le_n_O_elim i H1.
-apply not_le_Sn_O O.
-change with divides i ((S n1)*(fact n1)).
-apply le_n_Sm_elim i n1 H2.
+O < i \to i \le n \to i \divides n!.
+intros 3.elim n.absurd (O<i).assumption.apply (le_n_O_elim i H1).
+apply (not_le_Sn_O O).
+change with (i \divides (S n1)*n1!).
+apply (le_n_Sm_elim i n1 H2).
 intro.
-apply transitive_divides ? (fact n1).
+apply (transitive_divides ? n1!).
 apply H1.apply le_S_S_to_le. assumption.
-apply witness ? ? (S n1).apply sym_times.
+apply (witness ? ? (S n1)).apply sym_times.
 intro.
 rewrite > H3.
-apply witness ? ? (fact n1).reflexivity.
+apply (witness ? ? n1!).reflexivity.
 qed.
 
 theorem mod_S_fact: \forall n,i:nat. 
-(S O) < i \to i \le n \to mod (S (fact n)) i = (S O).
-intros.cut mod (fact n) i = O.
+(S O) < i \to i \le n \to (S n!) \mod i = (S O).
+intros.cut (n! \mod i = O).
 rewrite < Hcut.
-apply mod_S.apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
+apply mod_S.apply (trans_lt O (S O)).apply (le_n (S O)).assumption.
 rewrite > Hcut.assumption.
-apply divides_to_mod_O.apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
-apply divides_fact.apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
+apply divides_to_mod_O.apply (trans_lt O (S O)).apply (le_n (S O)).assumption.
+apply divides_fact.apply (trans_lt O (S O)).apply (le_n (S O)).assumption.
 assumption.
 qed.
 
 theorem not_divides_S_fact: \forall n,i:nat. 
-(S O) < i \to i \le n \to \not (divides i (S (fact n))).
+(S O) < i \to i \le n \to i \ndivides S n!.
 intros.
 apply divides_b_false_to_not_divides.
-apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
-simplify.apply le_S_S.apply le_O_n.
-change with (eqb (mod (S (fact n)) i) O) = false.
+apply (trans_lt O (S O)).apply (le_n (S O)).assumption.
+change with ((eqb ((S n!) \mod i) O) = false).
 rewrite > mod_S_fact.simplify.reflexivity.
 assumption.assumption.
 qed.
@@ -241,14 +336,14 @@ qed.
 (* prime *)
 definition prime : nat \to  Prop \def
 \lambda n:nat. (S O) < n \land 
-(\forall m:nat. divides m n \to (S O) < m \to  m = n).
+(\forall m:nat. m \divides n \to (S O) < m \to  m = n).
 
 theorem not_prime_O: \lnot (prime O).
-simplify.intro.elim H.apply not_le_Sn_O (S O) H1.
+unfold Not.unfold prime.intro.elim H.apply (not_le_Sn_O (S O) H1).
 qed.
 
 theorem not_prime_SO: \lnot (prime (S O)).
-simplify.intro.elim H.apply not_le_Sn_n (S O) H1.
+unfold Not.unfold prime.intro.elim H.apply (not_le_Sn_n (S O) H1).
 qed.
 
 (* smallest factor *)
@@ -259,7 +354,7 @@ match n with
 | (S p) \Rightarrow 
   match p with
   [ O \Rightarrow (S O)
-  | (S q) \Rightarrow min_aux q (S(S q)) (\lambda m.(eqb (mod (S(S q)) m) O))]].
+  | (S q) \Rightarrow min_aux q (S(S q)) (\lambda m.(eqb ((S(S q)) \mod m) O))]].
 
 (* it works ! 
 theorem example1 : smallest_prime_factor (S(S(S O))) = (S(S(S O))).
@@ -274,111 +369,120 @@ theorem example3 : smallest_prime_factor (S(S(S(S(S(S(S O))))))) = (S(S(S(S(S(S(
 simplify.reflexivity.
 qed. *)
 
-(* not sure this is what we need *)
-theorem lt_S_O_smallest_factor: 
+theorem lt_SO_smallest_factor: 
 \forall n:nat. (S O) < n \to (S O) < (smallest_factor n).
 intro.
-apply nat_case n.intro.apply False_ind.apply not_le_Sn_O (S O) H.
-intro.apply nat_case m.intro. apply False_ind.apply not_le_Sn_n (S O) H.
+apply (nat_case n).intro.apply False_ind.apply (not_le_Sn_O (S O) H).
+intro.apply (nat_case m).intro. apply False_ind.apply (not_le_Sn_n (S O) H).
 intros.
 change with 
-S O < min_aux m1 (S(S m1)) (\lambda m.(eqb (mod (S(S m1)) m) O)).
-apply lt_to_le_to_lt ? (S (S O)).
-apply le_n (S(S O)).
-cut (S(S O)) = (S(S m1)) - m1.
+(S O < min_aux m1 (S(S m1)) (\lambda m.(eqb ((S(S m1)) \mod m) O))).
+apply (lt_to_le_to_lt ? (S (S O))).
+apply (le_n (S(S O))).
+cut ((S(S O)) = (S(S m1)) - m1).
 rewrite > Hcut.
 apply le_min_aux.
-apply sym_eq.apply plus_to_minus.apply le_S.apply le_n_Sn.
+apply sym_eq.apply plus_to_minus.
 rewrite < sym_plus.simplify.reflexivity.
 qed.
 
+theorem lt_O_smallest_factor: \forall n:nat. O < n \to O < (smallest_factor n).
+intro.
+apply (nat_case n).intro.apply False_ind.apply (not_le_Sn_n O H).
+intro.apply (nat_case m).intro.
+simplify.unfold lt.apply le_n.
+intros.apply (trans_lt ? (S O)).
+unfold lt.apply le_n.
+apply lt_SO_smallest_factor.unfold lt. apply le_S_S.
+apply le_S_S.apply le_O_n.
+qed.
+
 theorem divides_smallest_factor_n : 
-\forall n:nat. (S O) < n \to divides (smallest_factor n) n.
+\forall n:nat. O < n \to smallest_factor n \divides n.
 intro.
-apply nat_case n.intro.apply False_ind.apply not_le_Sn_O (S O) H.
-intro.apply nat_case m.intro. apply False_ind.apply not_le_Sn_n (S O) H.
+apply (nat_case n).intro.apply False_ind.apply (not_le_Sn_O O H).
+intro.apply (nat_case m).intro. simplify.
+apply (witness ? ? (S O)). simplify.reflexivity.
 intros.
 apply divides_b_true_to_divides.
-apply trans_lt ? (S O).apply le_n (S O).apply lt_S_O_smallest_factor ? H.
-apply trans_lt ? (S O).apply le_n (S O).assumption.
+apply (lt_O_smallest_factor ? H).
 change with 
-eqb (mod (S(S m1)) (min_aux m1 (S(S m1)) 
-  (\lambda m.(eqb (mod (S(S m1)) m) O)))) O = true.
+(eqb ((S(S m1)) \mod (min_aux m1 (S(S m1)) 
+  (\lambda m.(eqb ((S(S m1)) \mod m) O)))) O = true).
 apply f_min_aux_true.
-apply ex_intro nat ? (S(S m1)).
+apply (ex_intro nat ? (S(S m1))).
 split.split.
 apply le_minus_m.apply le_n.
 rewrite > mod_n_n.reflexivity.
-apply trans_lt ? (S O).apply le_n (S O).assumption.
+apply (trans_lt ? (S O)).apply (le_n (S O)).unfold lt.
+apply le_S_S.apply le_S_S.apply le_O_n.
 qed.
   
 theorem le_smallest_factor_n : 
 \forall n:nat. smallest_factor n \le n.
-intro.apply nat_case n.simplify.reflexivity.
-intro.apply nat_case m.simplify.reflexivity.
+intro.apply (nat_case n).simplify.reflexivity.
+intro.apply (nat_case m).simplify.reflexivity.
 intro.apply divides_to_le.
-simplify.apply le_S_S.apply le_O_n.
+unfold lt.apply le_S_S.apply le_O_n.
 apply divides_smallest_factor_n.
-simplify.apply le_S_S.apply le_S_S. apply le_O_n.
+unfold lt.apply le_S_S.apply le_O_n.
 qed.
 
 theorem lt_smallest_factor_to_not_divides: \forall n,i:nat. 
-(S O) < n \to (S O) < i \to i < (smallest_factor n) \to \lnot (divides i n).
+(S O) < n \to (S O) < i \to i < (smallest_factor n) \to i \ndivides n.
 intros 2.
-apply nat_case n.intro.apply False_ind.apply not_le_Sn_O (S O) H.
-intro.apply nat_case m.intro. apply False_ind.apply not_le_Sn_n (S O) H.
+apply (nat_case n).intro.apply False_ind.apply (not_le_Sn_O (S O) H).
+intro.apply (nat_case m).intro. apply False_ind.apply (not_le_Sn_n (S O) H).
 intros.
 apply divides_b_false_to_not_divides.
-apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
-apply trans_lt O (S O).apply le_n (S O).assumption.
-change with (eqb (mod (S(S m1)) i) O) = false.
-apply lt_min_aux_to_false 
-(\lambda i:nat.eqb (mod (S(S m1)) i) O) (S(S m1)) m1 i.
-cut (S(S O)) = (S(S m1)-m1).
+apply (trans_lt O (S O)).apply (le_n (S O)).assumption.
+change with ((eqb ((S(S m1)) \mod i) O) = false).
+apply (lt_min_aux_to_false 
+(\lambda i:nat.eqb ((S(S m1)) \mod i) O) (S(S m1)) m1 i).
+cut ((S(S O)) = (S(S m1)-m1)).
 rewrite < Hcut.exact H1.
 apply sym_eq. apply plus_to_minus.
-apply le_S.apply le_n_Sn.
 rewrite < sym_plus.simplify.reflexivity.
 exact H2.
 qed.
 
 theorem prime_smallest_factor_n : 
 \forall n:nat. (S O) < n \to prime (smallest_factor n).
-intro. change with (S(S O)) \le n \to (S O) < (smallest_factor n) \land 
-(\forall m:nat. divides m (smallest_factor n) \to (S O) < m \to  m = (smallest_factor n)).
+intro. change with ((S(S O)) \le n \to (S O) < (smallest_factor n) \land 
+(\forall m:nat. m \divides smallest_factor n \to (S O) < m \to  m = (smallest_factor n))).
 intro.split.
-apply lt_S_O_smallest_factor.assumption.
+apply lt_SO_smallest_factor.assumption.
 intros.
-cut le m (smallest_factor n).
-elim le_to_or_lt_eq m (smallest_factor n) Hcut.
-absurd divides m n.
-apply transitive_divides m (smallest_factor n).
+cut (le m (smallest_factor n)).
+elim (le_to_or_lt_eq m (smallest_factor n) Hcut).
+absurd (m \divides n).
+apply (transitive_divides m (smallest_factor n)).
 assumption.
 apply divides_smallest_factor_n.
-exact H.
+apply (trans_lt ? (S O)). unfold lt. apply le_n. exact H.
 apply lt_smallest_factor_to_not_divides.
 exact H.assumption.assumption.assumption.
 apply divides_to_le.
-apply trans_lt O (S O).
-apply le_n (S O).
-apply lt_S_O_smallest_factor.
+apply (trans_lt O (S O)).
+apply (le_n (S O)).
+apply lt_SO_smallest_factor.
 exact H.
 assumption.
 qed.
 
 theorem prime_to_smallest_factor: \forall n. prime n \to
 smallest_factor n = n.
-intro.apply nat_case n.intro.apply False_ind.apply not_prime_O H.
-intro.apply nat_case m.intro.apply False_ind.apply not_prime_SO H.
+intro.apply (nat_case n).intro.apply False_ind.apply (not_prime_O H).
+intro.apply (nat_case m).intro.apply False_ind.apply (not_prime_SO H).
 intro.
 change with 
-(S O) < (S(S m1)) \land 
-(\forall m:nat. divides m (S(S m1)) \to (S O) < m \to  m = (S(S m1))) \to 
-smallest_factor (S(S m1)) = (S(S m1)).
+((S O) < (S(S m1)) \land 
+(\forall m:nat. m \divides S(S m1) \to (S O) < m \to  m = (S(S m1))) \to 
+smallest_factor (S(S m1)) = (S(S m1))).
 intro.elim H.apply H2.
 apply divides_smallest_factor_n.
-assumption.
-apply lt_S_O_smallest_factor.
+apply (trans_lt ? (S O)).unfold lt. apply le_n.assumption.
+apply lt_SO_smallest_factor.
 assumption.
 qed.
 
@@ -411,22 +515,22 @@ qed. *)
 theorem primeb_to_Prop: \forall n.
 match primeb n with
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)].
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)].
 intro.
-apply nat_case n.simplify.intro.elim H.apply not_le_Sn_O (S O) H1.
-intro.apply nat_case m.simplify.intro.elim H.apply not_le_Sn_n (S O) H1.
+apply (nat_case n).simplify.unfold Not.unfold prime.intro.elim H.apply (not_le_Sn_O (S O) H1).
+intro.apply (nat_case m).simplify.unfold Not.unfold prime.intro.elim H.apply (not_le_Sn_n (S O) H1).
 intro.
 change with 
 match eqb (smallest_factor (S(S m1))) (S(S m1)) with
 [ true \Rightarrow prime (S(S m1))
-| false \Rightarrow \not (prime (S(S m1)))].
-apply eqb_elim (smallest_factor (S(S m1))) (S(S m1)).
-intro.change with prime (S(S m1)).
+| false \Rightarrow \lnot (prime (S(S m1)))].
+apply (eqb_elim (smallest_factor (S(S m1))) (S(S m1))).
+intro.change with (prime (S(S m1))).
 rewrite < H.
 apply prime_smallest_factor_n.
-simplify.apply le_S_S.apply le_S_S.apply le_O_n.
-intro.change with \not (prime (S(S m1))).
-change with prime (S(S m1)) \to False.
+unfold lt.apply le_S_S.apply le_S_S.apply le_O_n.
+intro.change with (\lnot (prime (S(S m1)))).
+change with (prime (S(S m1)) \to False).
 intro.apply H.
 apply prime_to_smallest_factor.
 assumption.
@@ -437,27 +541,27 @@ primeb n = true \to prime n.
 intros.change with
 match true with 
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)].
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)].
 rewrite < H.
 apply primeb_to_Prop.
 qed.
 
 theorem primeb_false_to_not_prime : \forall n:nat.
-primeb n = false \to \not (prime n).
+primeb n = false \to \lnot (prime n).
 intros.change with
 match false with 
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)].
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)].
 rewrite < H.
 apply primeb_to_Prop.
 qed.
 
 theorem decidable_prime : \forall n:nat.decidable (prime n).
-intro.change with (prime n) \lor \not (prime n).
+intro.change with ((prime n) \lor \lnot (prime n)).
 cut 
-match primeb n with
+(match primeb n with
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)] \to (prime n) \lor \not (prime n).
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)] \to (prime n) \lor \lnot (prime n)).
 apply Hcut.apply primeb_to_Prop.
 elim (primeb n).left.apply H.right.apply H.
 qed.
@@ -465,127 +569,23 @@ qed.
 theorem prime_to_primeb_true: \forall n:nat. 
 prime n \to primeb n = true.
 intros.
-cut match (primeb n) with
+cut (match (primeb n) with
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)] \to ((primeb n) = true).
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)] \to ((primeb n) = true)).
 apply Hcut.apply primeb_to_Prop.
-elim primeb n.reflexivity.
+elim (primeb n).reflexivity.
 absurd (prime n).assumption.assumption.
 qed.
 
 theorem not_prime_to_primeb_false: \forall n:nat. 
-\not(prime n) \to primeb n = false.
+\lnot(prime n) \to primeb n = false.
 intros.
-cut match (primeb n) with
+cut (match (primeb n) with
 [ true \Rightarrow prime n
-| false \Rightarrow \not (prime n)] \to ((primeb n) = false).
+| false \Rightarrow \lnot (prime n)] \to ((primeb n) = false)).
 apply Hcut.apply primeb_to_Prop.
-elim primeb n.
+elim (primeb n).
 absurd (prime n).assumption.assumption.
 reflexivity.
 qed.
 
-(* upper bound by Bertrand's conjecture. *)
-(* Too difficult to prove.        
-let rec nth_prime n \def
-match n with
-  [ O \Rightarrow (S(S O))
-  | (S p) \Rightarrow
-    let previous_prime \def S (nth_prime p) in
-    min_aux previous_prime ((S(S O))*previous_prime) primeb].
-
-theorem example8 : nth_prime (S(S O)) = (S(S(S(S(S O))))).
-normalize.reflexivity.
-qed.
-
-theorem example9 : nth_prime (S(S(S O))) = (S(S(S(S(S(S(S O))))))).
-normalize.reflexivity.
-qed.
-
-theorem example10 : nth_prime (S(S(S(S O)))) = (S(S(S(S(S(S(S(S(S(S(S O))))))))))).
-normalize.reflexivity.
-qed. *)
-
-theorem smallest_factor_fact: \forall n:nat.
-n < smallest_factor (S (fact n)).
-intros.
-apply not_le_to_lt.
-change with smallest_factor (S (fact n)) \le n \to False.intro.
-apply not_divides_S_fact n (smallest_factor(S (fact n))) ? ?.
-apply divides_smallest_factor_n.
-simplify.apply le_S_S.apply le_SO_fact.
-apply lt_S_O_smallest_factor.
-simplify.apply le_S_S.apply le_SO_fact.
-assumption.
-qed.
-
-(* mi sembra che il problem sia ex *)
-theorem ex_prime: \forall n. (S O) \le n \to ex nat (\lambda m.
-n < m \land m \le (S (fact n)) \land (prime m)).
-intros.
-elim H.
-apply ex_intro nat ? (S(S O)).
-split.split.apply le_n (S(S O)).
-apply le_n (S(S O)).apply primeb_to_Prop (S(S O)).
-apply ex_intro nat ? (smallest_factor (S (fact (S n1)))).
-split.split.
-apply smallest_factor_fact.
-apply le_smallest_factor_n.
-(* ancora hint non lo trova *)
-apply prime_smallest_factor_n.
-change with (S(S O)) \le S (fact (S n1)).
-apply le_S.apply le_SSO_fact.
-simplify.apply le_S_S.assumption.
-qed.
-
-let rec nth_prime n \def
-match n with
-  [ O \Rightarrow (S(S O))
-  | (S p) \Rightarrow
-    let previous_prime \def (nth_prime p) in
-    let upper_bound \def S (fact previous_prime) in
-    min_aux (upper_bound - (S previous_prime)) upper_bound primeb].
-    
-(* it works, but nth_prime 4 takes already a few minutes -
-it must compute factorial of 7 ...
-
-theorem example11 : nth_prime (S(S O)) = (S(S(S(S(S O))))).
-normalize.reflexivity.
-qed.
-
-theorem example12: nth_prime (S(S(S O))) = (S(S(S(S(S(S(S O))))))).
-normalize.reflexivity.
-qed.
-
-theorem example13 : nth_prime (S(S(S(S O)))) = (S(S(S(S(S(S(S(S(S(S(S O))))))))))).
-normalize.reflexivity.
-*) 
-
-theorem prime_nth_prime : \forall n:nat.prime (nth_prime n).
-intro.
-apply nat_case n.
-change with prime (S(S O)).
-apply primeb_to_Prop (S(S O)).
-intro.
-change with
-let previous_prime \def (nth_prime m) in
-let upper_bound \def S (fact previous_prime) in
-prime (min_aux (upper_bound - (S previous_prime)) upper_bound primeb).
-apply primeb_true_to_prime.
-apply f_min_aux_true.
-apply ex_intro nat ? (smallest_factor (S (fact (nth_prime m)))).
-split.split.
-cut S (fact (nth_prime m))-(S (fact (nth_prime m)) - (S (nth_prime m))) = (S (nth_prime m)).
-rewrite > Hcut.exact smallest_factor_fact (nth_prime m).
-(* maybe we could factorize this proof *)
-apply plus_to_minus.
-apply le_minus_m.
-apply plus_minus_m_m.
-apply le_S_S.
-apply le_n_fact_n.
-apply le_smallest_factor_n.
-apply prime_to_primeb_true.
-apply prime_smallest_factor_n.
-change with (S(S O)) \le S (fact (nth_prime m)).
-apply le_S_S.apply le_SO_fact.
-qed.
\ No newline at end of file