]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/library/Z/orders.ma
branch for universe
[helm.git] / matita / library / Z / orders.ma
diff --git a/matita/library/Z/orders.ma b/matita/library/Z/orders.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..06b6a1e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,245 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                               *)
+(*      ||M||                                                             *)
+(*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
+(*      ||T||                                                             *)
+(*      ||I||       Developers:                                           *)
+(*      ||T||       A.Asperti, C.Sacerdoti Coen,                          *)
+(*      ||A||       E.Tassi, S.Zacchiroli                                 *)
+(*      \   /                                                             *)
+(*       \ /        This file is distributed under the terms of the       *)
+(*        v         GNU Lesser General Public License Version 2.1         *)
+(*                                                                        *)
+(**************************************************************************)
+
+set "baseuri" "cic:/matita/Z/orders".
+
+include "Z/z.ma".
+include "nat/orders.ma".
+
+definition Zle : Z \to Z \to Prop \def
+\lambda x,y:Z.
+  match x with
+  [ OZ \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow True
+    | (pos m) \Rightarrow True
+    | (neg m) \Rightarrow False ]
+  | (pos n) \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow False
+    | (pos m) \Rightarrow n \leq m
+    | (neg m) \Rightarrow False ]
+  | (neg n) \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow True
+    | (pos m) \Rightarrow True
+    | (neg m) \Rightarrow m \leq n ]].
+
+(*CSC: the URI must disappear: there is a bug now *)
+interpretation "integer 'less or equal to'" 'leq x y = (cic:/matita/Z/orders/Zle.con x y).
+(*CSC: the URI must disappear: there is a bug now *)
+interpretation "integer 'neither less nor equal to'" 'nleq x y =
+  (cic:/matita/logic/connectives/Not.con (cic:/matita/Z/orders/Zle.con x y)).
+
+definition Zlt : Z \to Z \to Prop \def
+\lambda x,y:Z.
+  match x with
+  [ OZ \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow False
+    | (pos m) \Rightarrow True
+    | (neg m) \Rightarrow False ]
+  | (pos n) \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow False
+    | (pos m) \Rightarrow n<m
+    | (neg m) \Rightarrow False ]
+  | (neg n) \Rightarrow 
+    match y with 
+    [ OZ \Rightarrow True
+    | (pos m) \Rightarrow True
+    | (neg m) \Rightarrow m<n ]].
+    
+(*CSC: the URI must disappear: there is a bug now *)
+interpretation "integer 'less than'" 'lt x y = (cic:/matita/Z/orders/Zlt.con x y).
+(*CSC: the URI must disappear: there is a bug now *)
+interpretation "integer 'not less than'" 'nless x y =
+  (cic:/matita/logic/connectives/Not.con (cic:/matita/Z/orders/Zlt.con x y)).
+
+theorem irreflexive_Zlt: irreflexive Z Zlt.
+unfold irreflexive.unfold Not.
+intro.elim x.exact H.
+cut (neg n < neg n \to False).
+apply Hcut.apply H.simplify.unfold lt.apply not_le_Sn_n.
+cut (pos n < pos n \to False).
+apply Hcut.apply H.simplify.unfold lt.apply not_le_Sn_n.
+qed.
+
+(* transitivity *)
+theorem transitive_Zle : transitive Z Zle.
+unfold transitive.
+intros 3.
+elim x 0
+[ (* x = OZ *)
+  elim y 0
+  [ intros. assumption 
+  | intro.
+    elim z
+    [ simplify. apply I 
+    | simplify. apply I
+    | simplify. simplify in H1. assumption
+    ]
+  | intro.
+    elim z
+    [ simplify. apply I
+    | simplify. apply I
+    | simplify. simplify in H. assumption
+    ]
+  ]
+| (* x = (pos n) *)
+  intro.
+  elim y 0
+  [ intros. apply False_ind. apply H
+  | intros 2. 
+    elim z 0
+    [ simplify. intro. assumption
+    | intro. generalize in match H. simplify. apply trans_le 
+    | intro. simplify. intro. assumption
+    ]
+  | intros 2. apply False_ind. apply H
+  ]
+| (* x = (neg n) *)
+  intro.
+  elim y 0
+  [ elim z 0
+    [ simplify. intros. assumption
+    | intro. simplify. intros. assumption
+    | intro. simplify. intros. apply False_ind. apply H1
+    ]
+  | intros 2.
+    elim z
+    [ apply False_ind. apply H1 
+    | simplify. apply I
+    | apply False_ind. apply H1
+    ]
+  | intros 2.
+    elim z 0
+    [ simplify. intro. assumption
+    | intro. simplify. intro. assumption
+    | intros. simplify. simplify in H. simplify in H1. 
+      generalize in match H. generalize in match H1. apply trans_le
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+variant trans_Zle: transitive Z Zle
+\def transitive_Zle.
+
+theorem transitive_Zlt: transitive Z Zlt.
+unfold.
+intros 3.
+elim x 0
+[ (* x = OZ *)
+  elim y 0
+  [ intros. apply False_ind. apply H 
+  | intro.
+    elim z
+    [ simplify. apply H1 
+    | simplify. apply I
+    | simplify. apply H1
+    ]
+  | intros 2. apply False_ind. apply H
+  ]
+| (* x = (pos n) *)
+  intro.
+  elim y 0
+  [ intros. apply False_ind. apply H
+  | intros 2. 
+    elim z 0
+    [ simplify. intro. assumption
+    | intro. generalize in match H. simplify. apply trans_lt 
+    | intro. simplify. intro. assumption
+    ]
+  | intros 2. apply False_ind. apply H
+  ]
+| (* x = (neg n) *)
+  intro.
+  elim y 0
+  [ elim z 0
+    [ intros. simplify. apply I
+    | intro. simplify. intros. assumption
+    | intro. simplify. intros. apply False_ind. apply H1
+    ]
+  | intros 2.
+    elim z
+    [ apply False_ind. apply H1 
+    | simplify. apply I
+    | apply False_ind. apply H1
+    ]
+  | intros 2.
+    elim z 0
+    [ simplify. intro. assumption
+    | intro. simplify. intro. assumption
+    | intros. simplify. simplify in H. simplify in H1. 
+      generalize in match H. generalize in match H1. apply trans_lt
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+variant trans_Zlt: transitive Z Zlt
+\def transitive_Zlt.
+theorem irrefl_Zlt: irreflexive Z Zlt
+\def irreflexive_Zlt.
+
+theorem Zlt_neg_neg_to_lt: 
+\forall n,m:nat. neg n < neg m \to m < n.
+intros.apply H.
+qed.
+
+theorem lt_to_Zlt_neg_neg: \forall n,m:nat.m < n \to neg n < neg m. 
+intros.
+simplify.apply H.
+qed.
+
+theorem Zlt_pos_pos_to_lt: 
+\forall n,m:nat. pos n < pos m \to n < m.
+intros.apply H.
+qed.
+
+theorem lt_to_Zlt_pos_pos: \forall n,m:nat.n < m \to pos n < pos m. 
+intros.
+simplify.apply H.
+qed.
+
+theorem Zlt_to_Zle: \forall x,y:Z. x < y \to Zsucc x \leq y.
+intros 2.
+elim x.
+(* goal: x=OZ *)
+  cut (OZ < y \to Zsucc OZ \leq y).
+    apply Hcut. assumption.
+    simplify.elim y. 
+      simplify.exact H1.
+      simplify.apply le_O_n.
+      simplify.exact H1.
+(* goal: x=pos *)      
+  exact H.
+(* goal: x=neg *)      
+  cut (neg n < y \to Zsucc (neg n) \leq y).
+    apply Hcut. assumption.
+    elim n.
+      cut (neg O < y \to Zsucc (neg O) \leq y).
+        apply Hcut. assumption.
+        simplify.elim y.
+          simplify.exact I.
+          simplify.exact I.
+          simplify.apply (not_le_Sn_O n1 H2).
+      cut (neg (S n1) < y \to (Zsucc (neg (S n1))) \leq y).
+        apply Hcut. assumption.simplify.
+        elim y.
+          simplify.exact I.
+          simplify.exact I.
+          simplify.apply (le_S_S_to_le n2 n1 H3).
+qed.