]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - matita/matita/contribs/lambdadelta/basic_2/relocation/sex.ma
renaming in basic_2
[helm.git] / matita / matita / contribs / lambdadelta / basic_2 / relocation / sex.ma
diff --git a/matita/matita/contribs/lambdadelta/basic_2/relocation/sex.ma b/matita/matita/contribs/lambdadelta/basic_2/relocation/sex.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..96f62f9
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,296 @@
+(**************************************************************************)
+(*       ___                                                              *)
+(*      ||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 "ground_2/relocation/rtmap_sle.ma".
+include "ground_2/relocation/rtmap_sdj.ma".
+include "basic_2/notation/relations/relation_5.ma".
+include "basic_2/syntax/lenv.ma".
+
+(* GENERIC ENTRYWISE EXTENSION OF CONTEXT-SENSITIVE REALTIONS FOR TERMS *****)
+
+inductive sex (RN,RP:relation3 lenv bind bind): rtmap → relation lenv ≝
+| sex_atom: ∀f. sex RN RP f (⋆) (⋆)
+| sex_next: ∀f,I1,I2,L1,L2.
+            sex RN RP f L1 L2 → RN L1 I1 I2 →
+            sex RN RP (↑f) (L1.ⓘ{I1}) (L2.ⓘ{I2})
+| sex_push: ∀f,I1,I2,L1,L2.
+            sex RN RP f L1 L2 → RP L1 I1 I2 →
+            sex RN RP (⫯f) (L1.ⓘ{I1}) (L2.ⓘ{I2})
+.
+
+interpretation "generic entrywise extension (local environment)"
+   'Relation RN RP f L1 L2 = (sex RN RP f L1 L2).
+
+definition R_pw_confluent2_sex: relation3 lenv bind bind → relation3 lenv bind bind →
+                                relation3 lenv bind bind → relation3 lenv bind bind →
+                                relation3 lenv bind bind → relation3 lenv bind bind →
+                                relation3 rtmap lenv bind ≝
+                                λR1,R2,RN1,RP1,RN2,RP2,f,L0,I0.
+                                ∀I1. R1 L0 I0 I1 → ∀I2. R2 L0 I0 I2 →
+                                ∀L1. L0 ⪤[RN1, RP1, f] L1 → ∀L2. L0 ⪤[RN2, RP2, f] L2 →
+                                ∃∃I. R2 L1 I1 I & R1 L2 I2 I.
+
+definition sex_transitive: relation3 lenv bind bind → relation3 lenv bind bind →
+                           relation3 lenv bind bind →
+                           relation3 lenv bind bind → relation3 lenv bind bind →
+                           relation3 rtmap lenv bind ≝
+                           λR1,R2,R3,RN,RP,f,L1,I1.
+                           ∀I. R1 L1 I1 I → ∀L2. L1 ⪤[RN, RP, f] L2 →
+                           ∀I2. R2 L2 I I2 → R3 L1 I1 I2.
+
+(* Basic inversion lemmas ***************************************************)
+
+fact sex_inv_atom1_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → X = ⋆ → Y = ⋆.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y //
+#f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #H destruct
+qed-.
+
+(* Basic_2A1: includes lpx_sn_inv_atom1 *)
+lemma sex_inv_atom1: ∀RN,RP,f,Y. ⋆ ⪤[RN, RP, f] Y → Y = ⋆.
+/2 width=6 by sex_inv_atom1_aux/ qed-.
+
+fact sex_inv_next1_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → ∀g,J1,K1. X = K1.ⓘ{J1} → f = ↑g →
+                        ∃∃J2,K2. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RN K1 J1 J2 & Y = K2.ⓘ{J2}.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y
+[ #f #g #J1 #K1 #H destruct
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #HL #HI #g #J1 #K1 #H1 #H2 <(injective_next … H2) -g destruct
+  /2 width=5 by ex3_2_intro/
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #g #J1 #K1 #_ #H elim (discr_push_next … H)
+]
+qed-.
+
+(* Basic_2A1: includes lpx_sn_inv_pair1 *)
+lemma sex_inv_next1: ∀RN,RP,g,J1,K1,Y. K1.ⓘ{J1} ⪤[RN, RP, ↑g] Y →
+                     ∃∃J2,K2. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RN K1 J1 J2 & Y = K2.ⓘ{J2}.
+/2 width=7 by sex_inv_next1_aux/ qed-.
+
+fact sex_inv_push1_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → ∀g,J1,K1. X = K1.ⓘ{J1} → f = ⫯g →
+                        ∃∃J2,K2. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RP K1 J1 J2 & Y = K2.ⓘ{J2}.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y
+[ #f #g #J1 #K1 #H destruct
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #g #J1 #K1 #_ #H elim (discr_next_push … H)
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #HL #HI #g #J1 #K1 #H1 #H2 <(injective_push … H2) -g destruct
+  /2 width=5 by ex3_2_intro/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_inv_push1: ∀RN,RP,g,J1,K1,Y. K1.ⓘ{J1} ⪤[RN, RP, ⫯g] Y →
+                     ∃∃J2,K2. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RP K1 J1 J2 & Y = K2.ⓘ{J2}.
+/2 width=7 by sex_inv_push1_aux/ qed-.
+
+fact sex_inv_atom2_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → Y = ⋆ → X = ⋆.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y //
+#f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #H destruct
+qed-.
+
+(* Basic_2A1: includes lpx_sn_inv_atom2 *)
+lemma sex_inv_atom2: ∀RN,RP,f,X. X ⪤[RN, RP, f] ⋆ → X = ⋆.
+/2 width=6 by sex_inv_atom2_aux/ qed-.
+
+fact sex_inv_next2_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → ∀g,J2,K2. Y = K2.ⓘ{J2} → f = ↑g →
+                        ∃∃J1,K1. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RN K1 J1 J2 & X = K1.ⓘ{J1}.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y
+[ #f #g #J2 #K2 #H destruct
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #HL #HI #g #J2 #K2 #H1 #H2 <(injective_next … H2) -g destruct
+  /2 width=5 by ex3_2_intro/
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #g #J2 #K2 #_ #H elim (discr_push_next … H)
+]
+qed-.
+
+(* Basic_2A1: includes lpx_sn_inv_pair2 *)
+lemma sex_inv_next2: ∀RN,RP,g,J2,X,K2. X ⪤[RN, RP, ↑g] K2.ⓘ{J2} →
+                     ∃∃J1,K1. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RN K1 J1 J2 & X = K1.ⓘ{J1}.
+/2 width=7 by sex_inv_next2_aux/ qed-.
+
+fact sex_inv_push2_aux: ∀RN,RP,f,X,Y. X ⪤[RN, RP, f] Y → ∀g,J2,K2. Y = K2.ⓘ{J2} → f = ⫯g →
+                        ∃∃J1,K1. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RP K1 J1 J2 & X = K1.ⓘ{J1}.
+#RN #RP #f #X #Y * -f -X -Y
+[ #f #J2 #K2 #g #H destruct
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #_ #g #J2 #K2 #_ #H elim (discr_next_push … H)
+| #f #I1 #I2 #L1 #L2 #HL #HI #g #J2 #K2 #H1 #H2 <(injective_push … H2) -g destruct
+  /2 width=5 by ex3_2_intro/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_inv_push2: ∀RN,RP,g,J2,X,K2. X ⪤[RN, RP, ⫯g] K2.ⓘ{J2} →
+                     ∃∃J1,K1. K1 ⪤[RN, RP, g] K2 & RP K1 J1 J2 & X = K1.ⓘ{J1}.
+/2 width=7 by sex_inv_push2_aux/ qed-.
+
+(* Basic_2A1: includes lpx_sn_inv_pair *)
+lemma sex_inv_next: ∀RN,RP,f,I1,I2,L1,L2.
+                    L1.ⓘ{I1} ⪤[RN, RP, ↑f] L2.ⓘ{I2} →
+                    L1 ⪤[RN, RP, f] L2 ∧ RN L1 I1 I2.
+#RN #RP #f #I1 #I2 #L1 #L2 #H elim (sex_inv_next1 … H) -H
+#I0 #L0 #HL10 #HI10 #H destruct /2 width=1 by conj/
+qed-.
+
+lemma sex_inv_push: ∀RN,RP,f,I1,I2,L1,L2.
+                    L1.ⓘ{I1} ⪤[RN, RP, ⫯f] L2.ⓘ{I2} →
+                    L1 ⪤[RN, RP, f] L2 ∧ RP L1 I1 I2.
+#RN #RP #f #I1 #I2 #L1 #L2 #H elim (sex_inv_push1 … H) -H
+#I0 #L0 #HL10 #HI10 #H destruct /2 width=1 by conj/
+qed-.
+
+lemma sex_inv_tl: ∀RN,RP,f,I1,I2,L1,L2. L1 ⪤[RN, RP, ⫱f] L2 →
+                  RN L1 I1 I2 → RP L1 I1 I2 → 
+                  L1.ⓘ{I1} ⪤[RN, RP, f] L2.ⓘ{I2}.
+#RN #RP #f #I1 #I2 #L2 #L2 elim (pn_split f) *
+/2 width=1 by sex_next, sex_push/
+qed-.
+
+(* Basic forward lemmas *****************************************************)
+
+lemma sex_fwd_bind: ∀RN,RP,f,I1,I2,L1,L2. 
+                    L1.ⓘ{I1} ⪤[RN, RP, f] L2.ⓘ{I2} →
+                    L1 ⪤[RN, RP, ⫱f] L2.
+#RN #RP #f #I1 #I2 #L1 #L2 #Hf
+elim (pn_split f) * #g #H destruct
+[ elim (sex_inv_push … Hf) | elim (sex_inv_next … Hf) ] -Hf //
+qed-.
+
+(* Basic properties *********************************************************)
+
+lemma sex_eq_repl_back: ∀RN,RP,L1,L2. eq_repl_back … (λf. L1 ⪤[RN, RP, f] L2).
+#RN #RP #L1 #L2 #f1 #H elim H -f1 -L1 -L2 //
+#f1 #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI #IH #f2 #H
+[ elim (eq_inv_nx … H) -H /3 width=3 by sex_next/
+| elim (eq_inv_px … H) -H /3 width=3 by sex_push/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_eq_repl_fwd: ∀RN,RP,L1,L2. eq_repl_fwd … (λf. L1 ⪤[RN, RP, f] L2).
+#RN #RP #L1 #L2 @eq_repl_sym /2 width=3 by sex_eq_repl_back/ (**) (* full auto fails *)
+qed-.
+
+lemma sex_refl: ∀RN,RP. c_reflexive … RN → c_reflexive … RP →
+                ∀f.reflexive … (sex RN RP f).
+#RN #RP #HRN #HRP #f #L generalize in match f; -f elim L -L //
+#L #I #IH #f elim (pn_split f) *
+#g #H destruct /2 width=1 by sex_next, sex_push/
+qed.
+
+lemma sex_sym: ∀RN,RP.
+               (∀L1,L2,I1,I2. RN L1 I1 I2 → RN L2 I2 I1) →
+               (∀L1,L2,I1,I2. RP L1 I1 I2 → RP L2 I2 I1) →
+               ∀f. symmetric … (sex RN RP f).
+#RN #RP #HRN #HRP #f #L1 #L2 #H elim H -L1 -L2 -f
+/3 width=2 by sex_next, sex_push/
+qed-.
+
+lemma sex_pair_repl: ∀RN,RP,f,I1,I2,L1,L2.
+                     L1.ⓘ{I1} ⪤[RN, RP, f] L2.ⓘ{I2} →
+                     ∀J1,J2. RN L1 J1 J2 → RP L1 J1 J2 →
+                     L1.ⓘ{J1} ⪤[RN, RP, f] L2.ⓘ{J2}.
+/3 width=3 by sex_inv_tl, sex_fwd_bind/ qed-.
+
+lemma sex_co: ∀RN1,RP1,RN2,RP2. RN1 ⊆ RN2 → RP1 ⊆ RP2 →
+              ∀f,L1,L2. L1 ⪤[RN1, RP1, f] L2 → L1 ⪤[RN2, RP2, f] L2.
+#RN1 #RP1 #RN2 #RP2 #HRN #HRP #f #L1 #L2 #H elim H -f -L1 -L2
+/3 width=1 by sex_atom, sex_next, sex_push/
+qed-.
+
+lemma sex_co_isid: ∀RN1,RP1,RN2,RP2. RP1 ⊆ RP2 →
+                   ∀f,L1,L2. L1 ⪤[RN1, RP1, f] L2 → 𝐈⦃f⦄ →
+                   L1 ⪤[RN2, RP2, f] L2.
+#RN1 #RP1 #RN2 #RP2 #HR #f #L1 #L2 #H elim H -f -L1 -L2 //
+#f #I1 #I2 #K1 #K2 #_ #HI12 #IH #H
+[ elim (isid_inv_next … H) -H //
+| /4 width=3 by sex_push, isid_inv_push/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_sdj: ∀RN,RP. RP ⊆ RN →
+               ∀f1,L1,L2. L1 ⪤[RN, RP, f1] L2 →
+               ∀f2. f1 ∥ f2 → L1 ⪤[RP, RN, f2] L2.
+#RN #RP #HR #f1 #L1 #L2 #H elim H -f1 -L1 -L2 //
+#f1 #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI12 #IH #f2 #H12
+[ elim (sdj_inv_nx … H12) -H12 [2,3: // ]
+  #g2 #H #H2 destruct /3 width=1 by sex_push/
+| elim (sdj_inv_px … H12) -H12 [2,4: // ] *
+  #g2 #H #H2 destruct /3 width=1 by sex_next, sex_push/
+]
+qed-.
+
+lemma sle_sex_trans: ∀RN,RP. RN ⊆ RP →
+                     ∀f2,L1,L2. L1 ⪤[RN, RP, f2] L2 →
+                     ∀f1. f1 ⊆ f2 → L1 ⪤[RN, RP, f1] L2.
+#RN #RP #HR #f2 #L1 #L2 #H elim H -f2 -L1 -L2 //
+#f2 #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI12 #IH #f1 #H12
+[ elim (pn_split f1) * ]
+[ /4 width=5 by sex_push, sle_inv_pn/
+| /4 width=5 by sex_next, sle_inv_nn/
+| elim (sle_inv_xp … H12) -H12 [2,3: // ]
+  #g1 #H #H1 destruct /3 width=5 by sex_push/
+]
+qed-.
+
+lemma sle_sex_conf: ∀RN,RP. RP ⊆ RN →
+                    ∀f1,L1,L2. L1 ⪤[RN, RP, f1] L2 →
+                    ∀f2. f1 ⊆ f2 → L1 ⪤[RN, RP, f2] L2.
+#RN #RP #HR #f1 #L1 #L2 #H elim H -f1 -L1 -L2 //
+#f1 #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI12 #IH #f2 #H12
+[2: elim (pn_split f2) * ]
+[ /4 width=5 by sex_push, sle_inv_pp/
+| /4 width=5 by sex_next, sle_inv_pn/
+| elim (sle_inv_nx … H12) -H12 [2,3: // ]
+  #g2 #H #H2 destruct /3 width=5 by sex_next/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_sle_split: ∀R1,R2,RP. c_reflexive … R1 → c_reflexive … R2 →
+                     ∀f,L1,L2. L1 ⪤[R1, RP, f] L2 → ∀g. f ⊆ g →
+                     ∃∃L. L1 ⪤[R1, RP, g] L & L ⪤[R2, cfull, f] L2.
+#R1 #R2 #RP #HR1 #HR2 #f #L1 #L2 #H elim H -f -L1 -L2
+[ /2 width=3 by sex_atom, ex2_intro/ ]
+#f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI12 #IH #y #H
+[ elim (sle_inv_nx … H ??) -H [ |*: // ] #g #Hfg #H destruct
+  elim (IH … Hfg) -IH -Hfg /3 width=5 by sex_next, ex2_intro/
+| elim (sle_inv_px … H ??) -H [1,3: * |*: // ] #g #Hfg #H destruct
+  elim (IH … Hfg) -IH -Hfg /3 width=5 by sex_next, sex_push, ex2_intro/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_sdj_split: ∀R1,R2,RP. c_reflexive … R1 → c_reflexive … R2 →
+                     ∀f,L1,L2. L1 ⪤[R1, RP, f] L2 → ∀g. f ∥ g →
+                     ∃∃L. L1 ⪤[RP, R1, g] L & L ⪤[R2, cfull, f] L2.
+#R1 #R2 #RP #HR1 #HR2 #f #L1 #L2 #H elim H -f -L1 -L2
+[ /2 width=3 by sex_atom, ex2_intro/ ]
+#f #I1 #I2 #L1 #L2 #_ #HI12 #IH #y #H
+[ elim (sdj_inv_nx … H ??) -H [ |*: // ] #g #Hfg #H destruct
+  elim (IH … Hfg) -IH -Hfg /3 width=5 by sex_next, sex_push, ex2_intro/
+| elim (sdj_inv_px … H ??) -H [1,3: * |*: // ] #g #Hfg #H destruct
+  elim (IH … Hfg) -IH -Hfg /3 width=5 by sex_next, sex_push, ex2_intro/
+]
+qed-.
+
+lemma sex_dec: ∀RN,RP.
+               (∀L,I1,I2. Decidable (RN L I1 I2)) →
+               (∀L,I1,I2. Decidable (RP L I1 I2)) →
+               ∀L1,L2,f. Decidable (L1 ⪤[RN, RP, f] L2).
+#RN #RP #HRN #HRP #L1 elim L1 -L1 [ * | #L1 #I1 #IH * ]
+[ /2 width=1 by sex_atom, or_introl/
+| #L2 #I2 #f @or_intror #H
+  lapply (sex_inv_atom1 … H) -H #H destruct
+| #f @or_intror #H
+  lapply (sex_inv_atom2 … H) -H #H destruct
+| #L2 #I2 #f elim (IH L2 (⫱f)) -IH #HL12
+  [2: /4 width=3 by sex_fwd_bind, or_intror/ ]
+  elim (pn_split f) * #g #H destruct
+  [ elim (HRP L1 I1 I2) | elim (HRN L1 I1 I2) ] -HRP -HRN #HV12
+  [1,3: /3 width=1 by sex_push, sex_next, or_introl/ ]
+  @or_intror #H
+  [ elim (sex_inv_push … H) | elim (sex_inv_next … H) ] -H
+  /2 width=1 by/
+]
+qed-.