]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/library/nat/generic_iter_p.ma
branch for universe
[helm.git] / matita / library / nat / generic_iter_p.ma
diff --git a/matita/library/nat/generic_iter_p.ma b/matita/library/nat/generic_iter_p.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..28ef391
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1763 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                              *)
+(*      ||M||                                                             *)
+(*      ||A||       A project by Andrea Asperti                           *)
+(*      ||T||                                                             *)
+(*      ||I||       Developers:                                           *)
+(*      ||T||         The HELM team.                                      *)
+(*      ||A||         http://helm.cs.unibo.it                             *)
+(*      \   /                                                             *)
+(*       \ /        This file is distributed under the terms of the       *)
+(*        v         GNU General Public License Version 2                  *)
+(*                                                                        *)
+(**************************************************************************)
+
+include "nat/div_and_mod_diseq.ma".
+include "nat/primes.ma".
+include "nat/ord.ma".
+
+(*a generic definition of summatory indexed over natural numbers:
+ * n:N is the advanced end in the range of the sommatory 
+ * p: N -> bool is a predicate. if (p i) = true, then (g i) is summed, else it isn't 
+ * A is the type of the elements of the sum.
+ * g:nat -> A, is the function which associates the nth element of the sum to the nth natural numbers 
+ * baseA (of type A) is the neutral element of A for plusA operation
+ * plusA: A -> A -> A is the sum over elements in A. 
+ *)
+let rec iter_p_gen (n:nat) (p: nat \to bool) (A:Type) (g: nat \to A) 
+   (baseA: A) (plusA: A \to A \to A)  \def
+  match n with
+   [ O \Rightarrow baseA
+   | (S k) \Rightarrow 
+      match p k with
+      [true \Rightarrow (plusA (g k) (iter_p_gen k p A g baseA plusA))
+      |false \Rightarrow iter_p_gen k p A g baseA plusA]
+   ].
+   
+theorem true_to_iter_p_gen_Sn: 
+\forall n:nat. \forall p:nat \to bool. \forall A:Type. \forall g:nat \to A.
+\forall baseA:A. \forall plusA: A \to A \to A.
+p n = true \to iter_p_gen (S n) p A g baseA plusA = 
+(plusA (g n) (iter_p_gen n p A g baseA plusA)).
+intros.
+simplify.
+rewrite > H.
+reflexivity.
+qed.
+
+theorem false_to_iter_p_gen_Sn: 
+\forall n:nat. \forall p:nat \to bool. \forall A:Type. \forall g:nat \to A.
+\forall baseA:A. \forall plusA: A \to A \to A.
+p n = false \to iter_p_gen (S n) p A g baseA plusA = iter_p_gen n p A g baseA plusA.
+intros.
+simplify.
+rewrite > H.
+reflexivity.
+qed.
+
+theorem eq_iter_p_gen: \forall p1,p2:nat \to bool. \forall A:Type.
+\forall g1,g2: nat \to A. \forall baseA: A. 
+\forall plusA: A \to A \to A. \forall n:nat.
+(\forall x.  x < n \to p1 x = p2 x) \to
+(\forall x.  x < n \to g1 x = g2 x) \to
+iter_p_gen n p1 A g1 baseA plusA = iter_p_gen n p2 A g2 baseA plusA.
+intros 8.
+elim n
+[ reflexivity
+| apply (bool_elim ? (p1 n1))
+  [ intro.
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H3).
+    rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn     
+    [ apply eq_f2
+      [ apply H2.apply le_n.
+      | apply H
+        [ intros.apply H1.apply le_S.assumption
+        | intros.apply H2.apply le_S.assumption
+        ]
+      ]
+    | rewrite < H3.apply sym_eq.apply H1.apply le_n
+    ]
+  | intro.
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H3).
+    rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+    [ apply H
+      [ intros.apply H1.apply le_S.assumption
+      | intros.apply H2.apply le_S.assumption
+      ]
+    | rewrite < H3.apply sym_eq.apply H1.apply le_n
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem eq_iter_p_gen1: \forall p1,p2:nat \to bool. \forall A:Type.
+\forall g1,g2: nat \to A. \forall baseA: A. 
+\forall plusA: A \to A \to A.\forall n:nat.
+(\forall x.  x < n \to p1 x = p2 x) \to
+(\forall x.  x < n \to p1 x = true \to g1 x = g2 x) \to
+iter_p_gen n p1 A g1 baseA plusA = iter_p_gen n p2 A g2 baseA plusA.
+intros 8.
+elim n
+[ reflexivity
+| apply (bool_elim ? (p1 n1))
+  [ intro.
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H3).
+    rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+    [ apply eq_f2
+      [ apply H2
+        [ apply le_n
+        | assumption
+        ]
+      | apply H
+        [ intros.apply H1.apply le_S.assumption
+        | intros.apply H2
+          [ apply le_S.assumption
+          | assumption
+          ]
+        ]
+      ]
+    | rewrite < H3.
+      apply sym_eq.apply H1.apply le_n
+    ]
+  | intro.
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H3).
+    rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+    [ apply H
+      [ intros.apply H1.apply le_S.assumption
+      | intros.apply H2
+        [ apply le_S.assumption
+        | assumption
+        ]
+      ]
+    | rewrite < H3.apply sym_eq.
+      apply H1.apply le_n
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen_false: \forall A:Type. \forall g: nat \to A. \forall baseA:A.
+\forall plusA: A \to A \to A. \forall n.
+iter_p_gen n (\lambda x.false) A g baseA plusA = baseA.
+intros.
+elim n
+[ reflexivity
+| simplify.
+  assumption
+]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen_plusA: \forall A:Type. \forall n,k:nat.\forall p:nat \to bool.
+\forall g: nat \to A. \forall baseA:A. \forall plusA: A \to A \to A.
+(symmetric A plusA) \to (\forall a:A. (plusA a baseA) = a) \to (associative A plusA)
+\to
+iter_p_gen (k + n) p A g baseA plusA 
+= (plusA (iter_p_gen k (\lambda x.p (x+n)) A (\lambda x.g (x+n)) baseA plusA)
+         (iter_p_gen n p A g baseA plusA)).
+intros.
+
+elim k
+[ simplify.
+  rewrite > H in \vdash (? ? ? %).
+  rewrite > (H1 ?).
+  reflexivity
+| apply (bool_elim ? (p (n1+n)))
+  [ intro.     
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn n1 (\lambda x.p (x+n)) ? ? ? ? H4).
+    rewrite > (H2 (g (n1 + n)) ? ?).
+    rewrite < H3.
+    reflexivity
+  | intro.
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn n1 (\lambda x.p (x+n)) ? ? ? ? H4).
+    assumption
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem false_to_eq_iter_p_gen: \forall A:Type. \forall n,m:nat.\forall p:nat \to bool.
+\forall g: nat \to A. \forall baseA:A. \forall plusA: A \to A \to A. 
+n \le m \to (\forall i:nat. n \le i \to i < m \to p i = false)
+\to iter_p_gen m p A g baseA plusA = iter_p_gen n p A g baseA plusA.
+intros 8.
+elim H
+[ reflexivity
+| simplify.
+  rewrite > H3
+  [ simplify.
+    apply H2.
+    intros.
+    apply H3
+    [ apply H4
+    | apply le_S.
+      assumption
+    ]
+  | assumption
+  |apply le_n
+  ]
+]
+qed.
+
+(* a therem slightly more general than the previous one *)
+theorem or_false_eq_baseA_to_eq_iter_p_gen: \forall A:Type. \forall n,m:nat.\forall p:nat \to bool.
+\forall g: nat \to A. \forall baseA:A. \forall plusA: A \to A \to A.
+(\forall a. plusA baseA a = a) \to
+n \le m \to (\forall i:nat. n \le i \to i < m \to p i = false \lor g i = baseA)
+\to iter_p_gen m p A g baseA plusA = iter_p_gen n p A g baseA plusA.
+intros 9.
+elim H1
+[reflexivity
+|apply (bool_elim ? (p n1));intro
+  [elim (H4 n1)
+    [apply False_ind.
+     apply not_eq_true_false.
+     rewrite < H5.
+     rewrite < H6.
+     reflexivity
+    |rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+      [rewrite > H6.
+       rewrite > H.
+       apply H3.intros.
+       apply H4
+        [assumption
+        |apply le_S.assumption
+        ]
+      |assumption
+      ]
+    |assumption
+    |apply le_n
+    ]
+  |rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+    [apply H3.intros.
+     apply H4
+      [assumption
+      |apply le_S.assumption
+      ]
+    |assumption
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+    
+theorem iter_p_gen2 : 
+\forall n,m:nat.
+\forall p1,p2:nat \to bool.
+\forall A:Type.
+\forall g: nat \to nat \to A.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A.
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)
+\to
+iter_p_gen (n*m) 
+  (\lambda x.andb (p1 (div x m)) (p2 (mod x m)))
+  A 
+  (\lambda x.g (div x m) (mod x m)) 
+  baseA
+  plusA  =
+iter_p_gen n p1 A
+  (\lambda x.iter_p_gen m p2 A (g x) baseA plusA)
+  baseA plusA.
+intros.
+elim n
+[ simplify.
+  reflexivity
+| apply (bool_elim ? (p1 n1))
+  [ intro.
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    simplify in \vdash (? ? (? % ? ? ? ? ?) ?).
+    rewrite > iter_p_gen_plusA
+    [ rewrite < H3.
+      apply eq_f2
+      [ apply eq_iter_p_gen
+        [ intros.
+          rewrite > sym_plus.
+          rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > H4.
+          simplify.
+          reflexivity
+        | intros.
+          rewrite > sym_plus.
+          rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+          reflexivity.   
+        ]
+      | reflexivity
+      ]
+    | assumption
+    | assumption
+    | assumption
+    ]
+  | intro.
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    simplify in \vdash (? ? (? % ? ? ? ? ?) ?).
+    rewrite > iter_p_gen_plusA
+    [ rewrite > H3.
+      apply (trans_eq ? ? (plusA baseA
+           (iter_p_gen n1 p1 A (\lambda x:nat.iter_p_gen m p2 A (g x) baseA plusA) baseA plusA )))
+      [ apply eq_f2
+        [ rewrite > (eq_iter_p_gen ? (\lambda x.false) A ? (\lambda x:nat.g ((x+n1*m)/m) ((x+n1*m)\mod m)))
+          [ apply iter_p_gen_false
+          | intros.
+            rewrite > sym_plus.
+            rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+            rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+            rewrite > H4.
+            simplify.reflexivity
+          | intros.reflexivity.
+          ]
+        | reflexivity
+        ]
+      | rewrite < H.
+        rewrite > H2.
+        reflexivity.  
+      ]
+    | assumption
+    | assumption
+    | assumption
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen2': 
+\forall n,m:nat.
+\forall p1: nat \to bool.
+\forall p2: nat \to nat \to bool.
+\forall A:Type.
+\forall g: nat \to nat \to A.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A.
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)
+\to
+iter_p_gen (n*m) 
+  (\lambda x.andb (p1 (div x m)) (p2 (div x m)(mod x m)))
+  A 
+  (\lambda x.g (div x m) (mod x m)) 
+  baseA
+  plusA  =
+iter_p_gen n p1 A
+  (\lambda x.iter_p_gen m (p2 x) A (g x) baseA plusA)
+  baseA plusA.
+intros.
+elim n
+[ simplify.
+  reflexivity
+| apply (bool_elim ? (p1 n1))
+  [ intro.
+    rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    simplify in \vdash (? ? (? % ? ? ? ? ?) ?).
+    rewrite > iter_p_gen_plusA
+    [ rewrite < H3.
+      apply eq_f2
+      [ apply eq_iter_p_gen
+        [ intros.
+          rewrite > sym_plus.
+          rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > H4.
+          simplify.
+          reflexivity
+        | intros.
+          rewrite > sym_plus.
+          rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+          rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+          reflexivity.   
+        ]
+      | reflexivity
+      ]
+    | assumption
+    | assumption
+    | assumption
+    ]
+  | intro.
+    rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H4).
+    simplify in \vdash (? ? (? % ? ? ? ? ?) ?).
+    rewrite > iter_p_gen_plusA
+    [ rewrite > H3.
+      apply (trans_eq ? ? (plusA baseA
+           (iter_p_gen n1 p1 A (\lambda x:nat.iter_p_gen m (p2 x) A (g x) baseA plusA) baseA plusA )))
+      [ apply eq_f2
+        [ rewrite > (eq_iter_p_gen ? (\lambda x.false) A ? (\lambda x:nat.g ((x+n1*m)/m) ((x+n1*m)\mod m)))
+          [ apply iter_p_gen_false
+          | intros.
+            rewrite > sym_plus.
+            rewrite > (div_plus_times ? ? ? H5).
+            rewrite > (mod_plus_times ? ? ? H5).
+            rewrite > H4.
+            simplify.reflexivity
+          | intros.reflexivity.
+          ]
+        | reflexivity
+        ]
+      | rewrite < H.
+        rewrite > H2.
+        reflexivity.  
+      ]
+    | assumption
+    | assumption
+    | assumption
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+lemma iter_p_gen_gi: 
+\forall A:Type.
+\forall g: nat \to A.
+\forall baseA:A.
+\forall plusA: A \to A \to A.
+\forall n,i:nat.
+\forall p:nat \to bool.
+(symmetric A plusA) \to  (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a) 
+  \to 
+  
+i < n \to p i = true \to
+(iter_p_gen n p A g baseA plusA) = 
+(plusA (g i) (iter_p_gen n (\lambda x:nat. andb (p x) (notb (eqb x i))) A g baseA plusA)).
+intros 5.
+elim n
+[ apply False_ind.
+  apply (not_le_Sn_O i).
+  assumption
+| apply (bool_elim ? (p n1));intro
+  [ elim (le_to_or_lt_eq i n1)
+    [ rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+      [ rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+        [ rewrite < (H2 (g i) ? ?).
+          rewrite > (H1 (g i) (g n1)).
+          rewrite > (H2 (g n1) ? ?).
+          apply eq_f2
+          [ reflexivity
+          | apply H
+            [ assumption
+            | assumption
+            | assumption 
+            | assumption
+            | assumption
+            ]
+          ]
+        | rewrite > H6.simplify.
+          change with (notb (eqb n1 i) = notb false).
+          apply eq_f.
+          apply not_eq_to_eqb_false.
+          unfold Not.intro.
+          apply (lt_to_not_eq ? ? H7).
+          apply sym_eq.assumption
+        ]
+      | assumption
+      ]
+    | rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+      [ rewrite > H7.
+        apply eq_f2
+        [ reflexivity
+        | rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+          [ apply eq_iter_p_gen
+            [ intros.
+              elim (p x)
+              [ simplify.
+                change with (notb false = notb (eqb x n1)).
+                apply eq_f.
+                apply sym_eq. 
+                apply not_eq_to_eqb_false.
+                apply (lt_to_not_eq ? ? H8)
+              | reflexivity
+              ]
+            | intros.
+              reflexivity
+            ]
+          | rewrite > H6.
+            rewrite > (eq_to_eqb_true ? ? (refl_eq ? n1)).
+            reflexivity
+          ]
+        ]
+      | assumption
+      ]
+    | apply le_S_S_to_le.
+      assumption
+    ]
+  | rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+    [ elim (le_to_or_lt_eq i n1)
+      [ rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+        [ apply H
+          [ assumption
+          | assumption
+          | assumption
+          | assumption
+          | assumption
+          ]
+        | rewrite > H6.reflexivity
+        ]
+      | apply False_ind. 
+        apply not_eq_true_false.
+        rewrite < H5.
+        rewrite > H7.
+        assumption
+      | apply le_S_S_to_le.
+        assumption
+      ]
+    | assumption
+    ]
+  ] 
+] 
+qed.
+
+(* invariance under permutation; single sum *)
+theorem eq_iter_p_gen_gh: 
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A.
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a) \to
+\forall g: nat \to A.
+\forall h,h1: nat \to nat.
+\forall n,n1:nat.
+\forall p1,p2:nat \to bool.
+(\forall i. i < n \to p1 i = true \to p2 (h i) = true) \to
+(\forall i. i < n \to p1 i = true \to h1 (h i) = i) \to 
+(\forall i. i < n \to p1 i = true \to h i < n1) \to 
+(\forall j. j < n1 \to p2 j = true \to p1 (h1 j) = true) \to
+(\forall j. j < n1 \to p2 j = true \to h (h1 j) = j) \to 
+(\forall j. j < n1 \to p2 j = true \to h1 j < n) \to 
+
+iter_p_gen n p1 A (\lambda x.g(h x)) baseA plusA = 
+iter_p_gen n1 p2 A g baseA plusA.
+intros 10.
+elim n
+[ generalize in match H8.
+  elim n1
+  [ reflexivity
+  | apply (bool_elim ? (p2 n2));intro
+    [ apply False_ind.
+      apply (not_le_Sn_O (h1 n2)).
+      apply H10
+      [ apply le_n
+      | assumption
+      ]
+    | rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+      [ apply H9.
+        intros.  
+        apply H10
+        [ apply le_S.
+          apply H12
+        | assumption
+        ]
+      | assumption
+      ]
+    ]
+  ]
+| apply (bool_elim ? (p1 n1));intro
+  [ rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+    [ rewrite > (iter_p_gen_gi A g baseA plusA n2 (h n1))
+      [ apply eq_f2
+        [ reflexivity
+        | apply H3
+          [ intros.
+            rewrite > H4
+            [ simplify.
+              change with ((\not eqb (h i) (h n1))= \not false).
+              apply eq_f.
+              apply not_eq_to_eqb_false.
+              unfold Not.
+              intro.
+              apply (lt_to_not_eq ? ? H11).
+              rewrite < H5
+              [ rewrite < (H5 n1)
+                [ apply eq_f.
+                  assumption
+                | apply le_n
+                | assumption
+                ]
+              | apply le_S.
+                assumption
+              | assumption
+              ]
+            | apply le_S.assumption
+            | assumption
+            ]
+          | intros.
+            apply H5
+            [ apply le_S.
+              assumption
+            | assumption
+            ]
+          | intros.
+            apply H6
+            [ apply le_S.assumption
+            | assumption
+            ]
+          | intros.
+            apply H7
+            [ assumption
+            | generalize in match H12.
+              elim (p2 j)
+              [ reflexivity
+              | assumption
+              ]
+            ]
+          | intros.
+            apply H8
+            [ assumption
+            | generalize in match H12.
+              elim (p2 j)
+              [ reflexivity
+              | assumption
+              ]
+            ]
+          | intros.
+            elim (le_to_or_lt_eq (h1 j) n1)
+            [ assumption
+            | generalize in match H12.
+              elim (p2 j)
+              [ simplify in H13.
+                absurd (j = (h n1))
+                [ rewrite < H13.
+                  rewrite > H8
+                  [ reflexivity
+                  | assumption
+                  | autobatch
+                  ]
+                | apply eqb_false_to_not_eq.
+                  generalize in match H14.
+                  elim (eqb j (h n1))
+                  [ apply sym_eq.assumption
+                  | reflexivity
+                  ]
+                ]
+              | simplify in H14.
+                apply False_ind.
+                apply not_eq_true_false.
+                apply sym_eq.assumption
+              ]
+            | apply le_S_S_to_le.
+              apply H9
+              [ assumption
+              | generalize in match H12.
+                elim (p2 j)
+                [ reflexivity
+                | assumption
+                ]
+              ]
+            ]
+          ]
+        ]
+      | assumption  
+      | assumption
+      | assumption  
+      | apply H6
+        [ apply le_n
+        | assumption
+        ]
+      | apply H4
+        [ apply le_n
+        | assumption
+        ]
+      ]
+    | assumption
+    ]
+  | rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+    [ apply H3
+      [ intros.
+        apply H4[apply le_S.assumption|assumption]
+      | intros.
+        apply H5[apply le_S.assumption|assumption]
+      | intros.
+        apply H6[apply le_S.assumption|assumption]
+      | intros.
+        apply H7[assumption|assumption]
+      | intros.
+        apply H8[assumption|assumption]
+      | intros.
+        elim (le_to_or_lt_eq (h1 j) n1)
+        [ assumption
+        | absurd (j = (h n1))
+          [ rewrite < H13.
+            rewrite > H8
+            [ reflexivity
+            | assumption
+            | assumption
+            ]
+          | unfold Not.intro.
+            apply not_eq_true_false.
+            rewrite < H10.
+            rewrite < H13.
+            rewrite > H7
+            [ reflexivity
+            | assumption
+            | assumption
+            ]
+          ]
+        | apply le_S_S_to_le.
+          apply H9
+          [ assumption
+          | assumption
+          ]
+        ]
+      ]
+    | assumption
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem eq_iter_p_gen_pred: 
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A.
+\forall n,p,g.
+p O = true \to
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a) \to
+iter_p_gen (S n) (\lambda i.p (pred i)) A (\lambda i.g(pred i)) baseA plusA = 
+plusA (iter_p_gen n p A g baseA plusA) (g O).
+intros.
+elim n
+  [rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+    [simplify.apply H1
+    |assumption
+    ]
+  |apply (bool_elim ? (p n1));intro
+    [rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn
+      [rewrite > true_to_iter_p_gen_Sn in âŠ¢ (? ? ? %)
+        [rewrite > H2 in âŠ¢ (? ? ? %).
+         apply eq_f.assumption
+        |assumption
+        ]
+      |assumption
+      ]
+    |rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn
+      [rewrite > false_to_iter_p_gen_Sn in âŠ¢ (? ? ? %);assumption
+      |assumption
+      ]
+    ]
+  ]
+qed.
+    
+definition p_ord_times \def
+\lambda p,m,x.
+  match p_ord x p with
+  [pair q r \Rightarrow r*m+q].
+  
+theorem  eq_p_ord_times: \forall p,m,x.
+p_ord_times p m x = (ord_rem x p)*m+(ord x p).
+intros.unfold p_ord_times. unfold ord_rem.
+unfold ord.
+elim (p_ord x p).
+reflexivity.
+qed.
+
+theorem div_p_ord_times: 
+\forall p,m,x. ord x p < m \to p_ord_times p m x / m = ord_rem x p.
+intros.rewrite > eq_p_ord_times.
+apply div_plus_times.
+assumption.
+qed.
+
+theorem mod_p_ord_times: 
+\forall p,m,x. ord x p < m \to p_ord_times p m x \mod m = ord x p.
+intros.rewrite > eq_p_ord_times.
+apply mod_plus_times.
+assumption.
+qed.
+
+lemma lt_times_to_lt_O: \forall i,n,m:nat. i < n*m \to O < m.
+intros.
+elim (le_to_or_lt_eq O ? (le_O_n m))
+  [assumption
+  |apply False_ind.
+   rewrite < H1 in H.
+   rewrite < times_n_O in H.
+   apply (not_le_Sn_O ? H)
+  ]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen_knm:
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A. 
+(symmetric A plusA) \to 
+(associative A plusA) \to 
+(\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)\to
+\forall g: nat \to A.
+\forall h2:nat \to nat \to nat.
+\forall h11,h12:nat \to nat. 
+\forall k,n,m.
+\forall p1,p21:nat \to bool.
+\forall p22:nat \to nat \to bool.
+(\forall x. x < k \to p1 x = true \to 
+p21 (h11 x) = true \land p22 (h11 x) (h12 x) = true
+\land h2 (h11 x) (h12 x) = x 
+\land (h11 x) < n \land (h12 x) < m) \to
+(\forall i,j. i < n \to j < m \to p21 i = true \to p22 i j = true \to 
+p1 (h2 i j) = true \land 
+h11 (h2 i j) = i \land h12 (h2 i j) = j
+\land h2 i j < k) \to
+iter_p_gen k p1 A g baseA plusA =
+iter_p_gen n p21 A (\lambda x:nat.iter_p_gen m (p22 x) A (\lambda y. g (h2 x y)) baseA plusA) baseA plusA.
+intros.
+rewrite < (iter_p_gen2' n m p21 p22 ? ? ? ? H H1 H2).
+apply sym_eq.
+apply (eq_iter_p_gen_gh A baseA plusA H H1 H2 g ? (\lambda x.(h11 x)*m+(h12 x)))
+ [intros.
+  elim (H4 (i/m) (i \mod m));clear H4
+   [elim H7.clear H7.
+    elim H4.clear H4.
+    assumption
+   |apply (lt_times_to_lt_div ? ? ? H5)
+   |apply lt_mod_m_m.
+    apply (lt_times_to_lt_O ? ? ? H5)
+   |apply (andb_true_true ? ? H6)
+   |apply (andb_true_true_r ? ? H6)
+   ]
+ |intros.
+  elim (H4 (i/m) (i \mod m));clear H4
+   [elim H7.clear H7.
+    elim H4.clear H4.
+    rewrite > H10.
+    rewrite > H9.
+    apply sym_eq.
+    apply div_mod.
+    apply (lt_times_to_lt_O ? ? ? H5)
+   |apply (lt_times_to_lt_div ? ? ? H5)
+   |apply lt_mod_m_m.
+    apply (lt_times_to_lt_O ? ? ? H5)  
+   |apply (andb_true_true ? ? H6)
+   |apply (andb_true_true_r ? ? H6)
+   ]
+ |intros.
+  elim (H4 (i/m) (i \mod m));clear H4
+   [elim H7.clear H7.
+    elim H4.clear H4.
+    assumption
+   |apply (lt_times_to_lt_div ? ? ? H5)
+   |apply lt_mod_m_m.
+    apply (lt_times_to_lt_O ? ? ? H5)
+   |apply (andb_true_true ? ? H6)
+   |apply (andb_true_true_r ? ? H6)
+   ]
+ |intros.
+  elim (H3 j H5 H6).
+  elim H7.clear H7.
+  elim H9.clear H9.
+  elim H7.clear H7.
+  rewrite > div_plus_times
+   [rewrite > mod_plus_times
+     [rewrite > H9.
+      rewrite > H12.
+      reflexivity.
+     |assumption
+     ]
+   |assumption
+   ]
+ |intros.
+  elim (H3 j H5 H6).
+  elim H7.clear H7.
+  elim H9.clear H9.
+  elim H7.clear H7. 
+  rewrite > div_plus_times
+   [rewrite > mod_plus_times
+     [assumption
+     |assumption
+     ]
+   |assumption
+   ]
+ |intros.
+  elim (H3 j H5 H6).
+  elim H7.clear H7.
+  elim H9.clear H9.
+  elim H7.clear H7. 
+  apply (lt_to_le_to_lt ? ((h11 j)*m+m))
+   [apply monotonic_lt_plus_r.
+    assumption
+   |rewrite > sym_plus.
+    change with ((S (h11 j)*m) \le n*m).
+    apply monotonic_le_times_l.
+    assumption
+   ]
+ ]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen_divides:
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A. 
+\forall n,m,p:nat.O < n \to prime p \to Not (divides p n) \to 
+\forall g: nat \to A.
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)
+
+\to
+
+iter_p_gen (S (n*(exp p m))) (\lambda x.divides_b x (n*(exp p m))) A g baseA plusA =
+iter_p_gen (S n) (\lambda x.divides_b x n) A
+  (\lambda x.iter_p_gen (S m) (\lambda y.true) A (\lambda y.g (x*(exp p y))) baseA plusA) baseA plusA.
+intros.
+cut (O < p)
+  [rewrite < (iter_p_gen2 ? ? ? ? ? ? ? ? H3 H4 H5).
+   apply (trans_eq ? ? 
+    (iter_p_gen (S n*S m) (\lambda x:nat.divides_b (x/S m) n) A
+       (\lambda x:nat.g (x/S m*(p)\sup(x\mod S m)))  baseA plusA) )
+    [apply sym_eq.
+     apply (eq_iter_p_gen_gh ? ? ? ? ? ? g ? (p_ord_times p (S m)))
+      [ assumption
+      | assumption
+      | assumption
+      |intros.
+       lapply (divides_b_true_to_lt_O ? ? H H7).
+       apply divides_to_divides_b_true
+        [rewrite > (times_n_O O).
+         apply lt_times
+          [assumption
+          |apply lt_O_exp.assumption
+          ]
+        |apply divides_times
+          [apply divides_b_true_to_divides.assumption
+          |apply (witness ? ? (p \sup (m-i \mod (S m)))).
+           rewrite < exp_plus_times.
+           apply eq_f.
+           rewrite > sym_plus.
+           apply plus_minus_m_m.
+           autobatch
+          ]
+        ]
+      |intros.
+       lapply (divides_b_true_to_lt_O ? ? H H7).
+       unfold p_ord_times.
+       rewrite > (p_ord_exp1 p ? (i \mod (S m)) (i/S m))
+        [change with ((i/S m)*S m+i \mod S m=i).
+         apply sym_eq.
+         apply div_mod.
+         apply lt_O_S
+        |assumption
+        |unfold Not.intro.
+         apply H2.
+         apply (trans_divides ? (i/ S m))
+          [assumption|
+           apply divides_b_true_to_divides;assumption]
+        |apply sym_times.
+        ]
+      |intros.
+       apply le_S_S.
+       apply le_times
+        [apply le_S_S_to_le.
+         change with ((i/S m) < S n).
+         apply (lt_times_to_lt_l m).
+         apply (le_to_lt_to_lt ? i)
+          [autobatch|assumption]
+        |apply le_exp
+          [assumption
+          |apply le_S_S_to_le.
+           apply lt_mod_m_m.
+           apply lt_O_S
+          ]
+        ]
+      |intros.
+       cut (ord j p < S m)
+        [rewrite > div_p_ord_times
+          [apply divides_to_divides_b_true
+            [apply lt_O_ord_rem
+             [elim H1.assumption
+             |apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+               rewrite > (times_n_O O).
+               apply lt_times
+               [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+             ]
+           |cut (n = ord_rem (n*(exp p m)) p)
+              [rewrite > Hcut2.
+               apply divides_to_divides_ord_rem
+                [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+                 rewrite > (times_n_O O).
+                 apply lt_times
+                 [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+                 |rewrite > (times_n_O O).
+                   apply lt_times
+                  [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+               |assumption
+               |apply divides_b_true_to_divides.
+                assumption
+               ]
+              |unfold ord_rem.
+              rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+                [reflexivity
+               |assumption
+                |assumption
+               |apply sym_times
+               ]
+             ]
+            ]
+          |assumption
+          ]
+        |cut (m = ord (n*(exp p m)) p)
+          [apply le_S_S.
+           rewrite > Hcut1.
+           apply divides_to_le_ord
+            [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+             rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |assumption
+            |apply divides_b_true_to_divides.
+             assumption
+            ]
+          |unfold ord.
+           rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+            [reflexivity
+            |assumption
+            |assumption
+            |apply sym_times
+            ]
+          ]
+        ]
+      |intros.
+       cut (ord j p < S m)
+        [rewrite > div_p_ord_times
+          [rewrite > mod_p_ord_times
+            [rewrite > sym_times.
+             apply sym_eq.
+             apply exp_ord
+              [elim H1.assumption
+              |apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+               rewrite > (times_n_O O).
+               apply lt_times
+                [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+              ]
+           |cut (m = ord (n*(exp p m)) p)
+             [apply le_S_S.
+              rewrite > Hcut2.
+              apply divides_to_le_ord
+               [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+                rewrite > (times_n_O O).
+                apply lt_times
+                 [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+               |rewrite > (times_n_O O).
+                apply lt_times
+                 [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+               |assumption
+               |apply divides_b_true_to_divides.
+                assumption
+               ]
+             |unfold ord.
+              rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+                [reflexivity
+                |assumption
+                |assumption
+                |apply sym_times
+                ]
+              ]
+            ]
+          |assumption
+          ]
+        |cut (m = ord (n*(exp p m)) p)
+          [apply le_S_S.
+           rewrite > Hcut1.
+           apply divides_to_le_ord
+            [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+             rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |assumption
+            |apply divides_b_true_to_divides.
+             assumption
+            ]
+          |unfold ord.
+           rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+            [reflexivity
+            |assumption
+            |assumption
+            |apply sym_times
+            ]
+          ]
+        ]
+      |intros.
+       rewrite > eq_p_ord_times.
+       rewrite > sym_plus.
+       apply (lt_to_le_to_lt ? (S m +ord_rem j p*S m))
+        [apply lt_plus_l.
+         apply le_S_S.
+         cut (m = ord (n*(p \sup m)) p)
+          [rewrite > Hcut1.
+           apply divides_to_le_ord
+            [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+             rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |rewrite > (times_n_O O).
+             apply lt_times
+              [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+            |assumption
+            |apply divides_b_true_to_divides.
+             assumption
+            ]
+          |unfold ord.
+           rewrite > sym_times.
+           rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+            [reflexivity
+            |assumption
+            |assumption
+            |reflexivity
+            ]
+          ]
+        |change with (S (ord_rem j p)*S m \le S n*S m).
+         apply le_times_l.
+         apply le_S_S.
+         cut (n = ord_rem (n*(p \sup m)) p)
+          [rewrite > Hcut1.
+           apply divides_to_le
+            [apply lt_O_ord_rem
+              [elim H1.assumption
+              |rewrite > (times_n_O O).
+               apply lt_times
+                [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+              ]
+            |apply divides_to_divides_ord_rem
+              [apply (divides_b_true_to_lt_O ? ? ? H7).
+               rewrite > (times_n_O O).
+               apply lt_times
+                [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+              |rewrite > (times_n_O O).
+               apply lt_times
+                [assumption|apply lt_O_exp.assumption]
+              |assumption
+              |apply divides_b_true_to_divides.
+               assumption
+              ]
+            ]
+        |unfold ord_rem.
+         rewrite > sym_times.
+         rewrite > (p_ord_exp1 p ? m n)
+          [reflexivity
+          |assumption
+          |assumption
+          |reflexivity
+          ]
+        ]
+      ]
+    ]
+  |apply eq_iter_p_gen
+  
+    [intros.
+     elim (divides_b (x/S m) n);reflexivity
+    |intros.reflexivity
+    ]
+  ]
+|elim H1.apply lt_to_le.assumption
+]
+qed.
+    
+(*distributive property for iter_p_gen*)
+theorem distributive_times_plus_iter_p_gen: \forall A:Type.
+\forall plusA: A \to A \to A. \forall basePlusA: A.
+\forall timesA: A \to A \to A. 
+\forall n:nat. \forall k:A. \forall p:nat \to bool. \forall g:nat \to A.
+(symmetric A plusA) \to (associative A plusA) \to (\forall a:A.(plusA a  basePlusA) = a) \to
+(symmetric A timesA) \to (distributive A timesA plusA) \to
+(\forall a:A. (timesA a basePlusA) = basePlusA)
+  \to
+
+((timesA k (iter_p_gen n p A g basePlusA plusA)) = 
+ (iter_p_gen n p A (\lambda i:nat.(timesA k (g i))) basePlusA plusA)).
+intros.
+elim n
+[ simplify.
+  apply H5
+| cut( (p n1) = true \lor (p n1) = false)
+  [ elim Hcut
+    [ rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H7).
+      rewrite > (true_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H7) in \vdash (? ? ? %).
+      rewrite > (H4).
+      rewrite > (H3 k (g n1)).
+      apply eq_f.
+      assumption
+    | rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H7).
+      rewrite > (false_to_iter_p_gen_Sn ? ? ? ? ? ? H7) in \vdash (? ? ? %).
+      assumption
+    ]
+  | elim ((p n1))
+    [ left.
+      reflexivity
+    | right.
+      reflexivity
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+(* old version - proved without theorem iter_p_gen_knm
+theorem iter_p_gen_2_eq: 
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A. 
+(symmetric A plusA) \to 
+(associative A plusA) \to 
+(\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)\to
+\forall g: nat \to nat \to A.
+\forall h11,h12,h21,h22: nat \to nat \to nat. 
+\forall n1,m1,n2,m2.
+\forall p11,p21:nat \to bool.
+\forall p12,p22:nat \to nat \to bool.
+(\forall i,j. i < n2 \to j < m2 \to p21 i = true \to p22 i j = true \to 
+p11 (h11 i j) = true \land p12 (h11 i j) (h12 i j) = true
+\land h21 (h11 i j) (h12 i j) = i \land h22 (h11 i j) (h12 i j) = j
+\land h11 i j < n1 \land h12 i j < m1) \to
+(\forall i,j. i < n1 \to j < m1 \to p11 i = true \to p12 i j = true \to 
+p21 (h21 i j) = true \land p22 (h21 i j) (h22 i j) = true
+\land h11 (h21 i j) (h22 i j) = i \land h12 (h21 i j) (h22 i j) = j
+\land (h21 i j) < n2 \land (h22 i j) < m2) \to
+iter_p_gen n1 p11 A 
+     (\lambda x:nat .iter_p_gen m1 (p12 x) A (\lambda y. g x y) baseA plusA) 
+     baseA plusA =
+iter_p_gen n2 p21 A 
+    (\lambda x:nat .iter_p_gen m2 (p22 x) A  (\lambda y. g (h11 x y) (h12 x y)) baseA plusA )
+    baseA plusA.
+intros.
+rewrite < (iter_p_gen2' ? ? ? ? ? ? ? ? H H1 H2).
+rewrite < (iter_p_gen2' ? ? ? ? ? ? ? ? H H1 H2).
+apply sym_eq.
+letin h := (\lambda x.(h11 (x/m2) (x\mod m2))*m1 + (h12 (x/m2) (x\mod m2))).
+letin h1 := (\lambda x.(h21 (x/m1) (x\mod m1))*m2 + (h22 (x/m1) (x\mod m1))).
+apply (trans_eq ? ? 
+  (iter_p_gen (n2*m2) (\lambda x:nat.p21 (x/m2)\land p22 (x/m2) (x\mod m2)) A
+  (\lambda x:nat.g ((h x)/m1) ((h x)\mod m1)) baseA plusA ))
+  [clear h.clear h1.
+   apply eq_iter_p_gen1
+    [intros.reflexivity
+    |intros.
+     cut (O < m2)
+      [cut (x/m2 < n2)
+        [cut (x \mod m2 < m2)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H3 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           apply eq_f2
+            [apply sym_eq.
+             apply div_plus_times.
+             assumption
+            | apply sym_eq.
+              apply mod_plus_times.
+              assumption
+            ]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ]
+        |apply (lt_times_n_to_lt m2)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? x)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (x \mod m2)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ]      
+    ]
+  |apply (eq_iter_p_gen_gh ? ? ? H H1 H2 ? h h1);intros
+    [cut (O < m2)
+      [cut (i/m2 < n2)
+        [cut (i \mod m2 < m2)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H3 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           cut ((h11 (i/m2) (i\mod m2)*m1+h12 (i/m2) (i\mod m2))/m1 = 
+                 h11 (i/m2) (i\mod m2))
+            [cut ((h11 (i/m2) (i\mod m2)*m1+h12 (i/m2) (i\mod m2))\mod m1 =
+                  h12 (i/m2) (i\mod m2))
+              [rewrite > Hcut3.
+               rewrite > Hcut4.
+               rewrite > H9.
+               rewrite > H15.
+               reflexivity
+              |apply mod_plus_times. 
+               assumption
+              ]
+            |apply div_plus_times.
+             assumption
+            ]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ]
+        |apply (lt_times_n_to_lt m2)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? i)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (i \mod m2)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ]      
+    |cut (O < m2)
+      [cut (i/m2 < n2)
+        [cut (i \mod m2 < m2)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H3 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           cut ((h11 (i/m2) (i\mod m2)*m1+h12 (i/m2) (i\mod m2))/m1 = 
+                 h11 (i/m2) (i\mod m2))
+            [cut ((h11 (i/m2) (i\mod m2)*m1+h12 (i/m2) (i\mod m2))\mod m1 =
+                  h12 (i/m2) (i\mod m2))
+              [rewrite > Hcut3.
+               rewrite > Hcut4.
+               rewrite > H13.
+               rewrite > H14.
+               apply sym_eq.
+               apply div_mod.
+               assumption
+              |apply mod_plus_times. 
+               assumption
+              ]
+            |apply div_plus_times.
+             assumption
+            ]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ]
+        |apply (lt_times_n_to_lt m2)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? i)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (i \mod m2)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ]      
+    |cut (O < m2)
+      [cut (i/m2 < n2)
+        [cut (i \mod m2 < m2)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H3 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           apply lt_times_plus_times
+            [assumption|assumption]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ]
+        |apply (lt_times_n_to_lt m2)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? i)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (i \mod m2)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ]
+    |cut (O < m1)
+      [cut (j/m1 < n1)
+        [cut (j \mod m1 < m1)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H4 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           cut ((h21 (j/m1) (j\mod m1)*m2+h22 (j/m1) (j\mod m1))/m2 = 
+                 h21 (j/m1) (j\mod m1))
+            [cut ((h21 (j/m1) (j\mod m1)*m2+h22 (j/m1) (j\mod m1))\mod m2 =
+                  h22 (j/m1) (j\mod m1))
+              [rewrite > Hcut3.
+               rewrite > Hcut4.
+               rewrite > H9.
+               rewrite > H15.
+               reflexivity
+              |apply mod_plus_times. 
+               assumption
+              ]
+            |apply div_plus_times.
+             assumption
+            ]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ] 
+        |apply (lt_times_n_to_lt m1)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? j)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (j \mod m1)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ] 
+    |cut (O < m1)
+      [cut (j/m1 < n1)
+        [cut (j \mod m1 < m1)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H4 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           cut ((h21 (j/m1) (j\mod m1)*m2+h22 (j/m1) (j\mod m1))/m2 = 
+                 h21 (j/m1) (j\mod m1))
+            [cut ((h21 (j/m1) (j\mod m1)*m2+h22 (j/m1) (j\mod m1))\mod m2 =
+                  h22 (j/m1) (j\mod m1))
+              [rewrite > Hcut3.
+               rewrite > Hcut4.               
+               rewrite > H13.
+               rewrite > H14.
+               apply sym_eq.
+               apply div_mod.
+               assumption
+              |apply mod_plus_times. 
+               assumption
+              ]
+            |apply div_plus_times.
+             assumption
+            ]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ] 
+        |apply (lt_times_n_to_lt m1)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? j)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (j \mod m1)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ] 
+    |cut (O < m1)
+      [cut (j/m1 < n1)
+        [cut (j \mod m1 < m1)
+          [elim (and_true ? ? H6).
+           elim (H4 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           elim H9.clear H9.
+           elim H11.clear H11.
+           apply (lt_times_plus_times ? ? ? m2)
+            [assumption|assumption]
+          |apply lt_mod_m_m.
+           assumption
+          ] 
+        |apply (lt_times_n_to_lt m1)
+          [assumption
+          |apply (le_to_lt_to_lt ? j)
+            [apply (eq_plus_to_le ? ? (j \mod m1)).
+             apply div_mod.
+             assumption
+            |assumption
+            ]
+          ]
+        ]
+      |apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+       generalize in match H5.
+       apply (le_n_O_elim ? H7).
+       rewrite < times_n_O.
+       apply le_to_not_lt.
+       apply le_O_n  
+      ]
+    ]
+  ]
+qed.*)
+
+
+theorem iter_p_gen_2_eq: 
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A. 
+(symmetric A plusA) \to 
+(associative A plusA) \to 
+(\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)\to
+\forall g: nat \to nat \to A.
+\forall h11,h12,h21,h22: nat \to nat \to nat. 
+\forall n1,m1,n2,m2.
+\forall p11,p21:nat \to bool.
+\forall p12,p22:nat \to nat \to bool.
+(\forall i,j. i < n2 \to j < m2 \to p21 i = true \to p22 i j = true \to 
+p11 (h11 i j) = true \land p12 (h11 i j) (h12 i j) = true
+\land h21 (h11 i j) (h12 i j) = i \land h22 (h11 i j) (h12 i j) = j
+\land h11 i j < n1 \land h12 i j < m1) \to
+(\forall i,j. i < n1 \to j < m1 \to p11 i = true \to p12 i j = true \to 
+p21 (h21 i j) = true \land p22 (h21 i j) (h22 i j) = true
+\land h11 (h21 i j) (h22 i j) = i \land h12 (h21 i j) (h22 i j) = j
+\land (h21 i j) < n2 \land (h22 i j) < m2) \to
+iter_p_gen n1 p11 A 
+     (\lambda x:nat .iter_p_gen m1 (p12 x) A (\lambda y. g x y) baseA plusA) 
+     baseA plusA =
+iter_p_gen n2 p21 A 
+    (\lambda x:nat .iter_p_gen m2 (p22 x) A  (\lambda y. g (h11 x y) (h12 x y)) baseA plusA )
+    baseA plusA.
+
+intros.
+rewrite < (iter_p_gen2' ? ? ? ? ? ? ? ? H H1 H2).
+letin ha:= (\lambda x,y.(((h11 x y)*m1) + (h12 x y))).
+letin ha12:= (\lambda x.(h21 (x/m1) (x \mod m1))).
+letin ha22:= (\lambda x.(h22 (x/m1) (x \mod m1))).
+
+apply (trans_eq ? ? 
+(iter_p_gen n2 p21 A (\lambda x:nat. iter_p_gen m2 (p22 x) A
+ (\lambda y:nat.(g (((h11 x y)*m1+(h12 x y))/m1) (((h11 x y)*m1+(h12 x y))\mod m1))) baseA plusA ) baseA plusA))
+[
+  apply (iter_p_gen_knm A baseA plusA H H1 H2 (\lambda e. (g (e/m1) (e \mod m1))) ha ha12 ha22);intros
+  [ elim (and_true ? ? H6).
+    cut(O \lt m1)
+    [ cut(x/m1 < n1)
+      [ cut((x \mod m1) < m1)
+        [ elim (H4 ? ? Hcut1 Hcut2 H7 H8).
+          elim H9.clear H9.
+          elim H11.clear H11.
+          elim H9.clear H9.
+          elim H11.clear H11.
+          split
+          [ split
+            [ split
+              [ split
+                [ assumption
+                | assumption
+                ]
+              | unfold ha.
+                unfold ha12.
+                unfold ha22.
+                rewrite > H14.
+                rewrite > H13.
+                apply sym_eq.
+                apply div_mod.
+                assumption
+              ]
+            | assumption
+            ]
+          | assumption
+          ]
+        | apply lt_mod_m_m.
+          assumption
+        ]
+      | apply (lt_times_n_to_lt m1)
+        [ assumption
+        | apply (le_to_lt_to_lt ? x)
+          [ apply (eq_plus_to_le ? ? (x \mod m1)).
+            apply div_mod.
+            assumption
+          | assumption
+        ]
+      ]  
+    ]
+    | apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+      generalize in match H5.
+      apply (le_n_O_elim ? H9).
+      rewrite < times_n_O.
+      apply le_to_not_lt.
+      apply le_O_n.              
+    ]
+  | elim (H3 ? ? H5 H6 H7 H8).
+    elim H9.clear H9.
+    elim H11.clear H11.
+    elim H9.clear H9.
+    elim H11.clear H11.
+    cut(((h11 i j)*m1 + (h12 i j))/m1 = (h11 i j))
+    [ cut(((h11 i j)*m1 + (h12 i j)) \mod m1 = (h12 i j))
+      [ split
+        [ split
+          [ split
+            [ apply true_to_true_to_andb_true
+              [ rewrite > Hcut.
+                assumption
+              | rewrite > Hcut1.
+                rewrite > Hcut.
+                assumption
+              ] 
+            | unfold ha.
+              unfold ha12.
+              rewrite > Hcut1.
+              rewrite > Hcut.
+              assumption
+            ]
+          | unfold ha.
+            unfold ha22.
+            rewrite > Hcut1.
+            rewrite > Hcut.
+            assumption            
+          ]
+        | cut(O \lt m1)
+          [ cut(O \lt n1)      
+            [ apply (lt_to_le_to_lt ? ((h11 i j)*m1 + m1) )
+              [ unfold ha.
+                apply (lt_plus_r).
+                assumption
+              | rewrite > sym_plus.
+                rewrite > (sym_times (h11 i j) m1).
+                rewrite > times_n_Sm.
+                rewrite > sym_times.
+                apply (le_times_l).
+                assumption  
+              ]
+            | apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+              generalize in match H12.
+              apply (le_n_O_elim ? H11).       
+              apply le_to_not_lt.
+              apply le_O_n
+            ]
+          | apply not_le_to_lt.unfold.intro.
+            generalize in match H10.
+            apply (le_n_O_elim ? H11).       
+            apply le_to_not_lt.
+            apply le_O_n
+          ]  
+        ]
+      | rewrite > (mod_plus_times m1 (h11 i j) (h12 i j)).
+        reflexivity.
+        assumption
+      ]     
+    | rewrite > (div_plus_times m1 (h11 i j) (h12 i j)).
+      reflexivity.
+      assumption
+    ]
+  ]
+| apply (eq_iter_p_gen1)
+  [ intros. reflexivity 
+  | intros.
+    apply (eq_iter_p_gen1)
+    [ intros. reflexivity
+    | intros.
+      rewrite > (div_plus_times)
+      [ rewrite > (mod_plus_times)
+        [ reflexivity
+        | elim (H3 x x1 H5 H7 H6 H8).
+          assumption
+        ]
+      | elim (H3 x x1 H5 H7 H6 H8).       
+        assumption
+      ]
+    ]
+  ]
+]
+qed.
+
+theorem iter_p_gen_iter_p_gen: 
+\forall A:Type.
+\forall baseA: A.
+\forall plusA: A \to A \to A. 
+(symmetric A plusA) \to 
+(associative A plusA) \to 
+(\forall a:A.(plusA a  baseA) = a)\to
+\forall g: nat \to nat \to A.
+\forall n,m.
+\forall p11,p21:nat \to bool.
+\forall p12,p22:nat \to nat \to bool.
+(\forall x,y. x < n \to y < m \to 
+ (p11 x \land p12 x y) = (p21 y \land p22 y x)) \to
+iter_p_gen n p11 A 
+  (\lambda x:nat.iter_p_gen m (p12 x) A (\lambda y. g x y) baseA plusA) 
+  baseA plusA =
+iter_p_gen m p21 A 
+  (\lambda y:nat.iter_p_gen n (p22 y) A  (\lambda x. g x y) baseA plusA )
+  baseA plusA.
+intros.
+apply (iter_p_gen_2_eq A baseA plusA H H1 H2 (\lambda x,y. g x y) (\lambda x,y.y) (\lambda x,y.x) (\lambda x,y.y) (\lambda x,y.x)
+       n m m n p11 p21 p12 p22)
+  [intros.split
+    [split
+      [split
+        [split
+          [split
+            [apply (andb_true_true ? (p12 j i)).
+             rewrite > H3
+              [rewrite > H6.rewrite > H7.reflexivity
+              |assumption
+              |assumption
+              ]
+            |apply (andb_true_true_r (p11 j)).
+             rewrite > H3
+              [rewrite > H6.rewrite > H7.reflexivity
+              |assumption
+              |assumption
+              ]
+            ]
+          |reflexivity
+          ]
+        |reflexivity
+        ]
+      |assumption
+      ]
+    |assumption
+    ]
+  |intros.split
+    [split
+      [split
+        [split
+          [split
+            [apply (andb_true_true ? (p22 j i)).
+             rewrite < H3
+              [rewrite > H6.rewrite > H7.reflexivity
+              |assumption
+              |assumption
+              ]
+            |apply (andb_true_true_r (p21 j)).
+             rewrite < H3
+              [rewrite > H6.rewrite > H7.reflexivity
+              |assumption
+              |assumption
+              ]
+            ]
+          |reflexivity
+          ]
+        |reflexivity
+        ]
+      |assumption
+      ]
+    |assumption
+    ]
+  ]
+qed.
\ No newline at end of file