]> matita.cs.unibo.it Git - helm.git/blobdiff - weblib/part1.ma
commit by user mkmluser
[helm.git] / weblib / part1.ma
diff --git a/weblib/part1.ma b/weblib/part1.ma
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9bb135c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,378 @@
+(* 
+\ 5h1\ 6Matita Interactive Tutorial\ 5/h1\ 6
+This is an interactive tutorial. To let you interact on line with the system, 
+you must first of all register yourself.
+
+Before starting, let us briefly explain the meaning of the menu buttons. 
+With the Advance and Retract buttons you respectively perform and undo single 
+computational steps. Each step consists in reading a user command, and processing
+it. The part of the user input file (called script) already executed by the 
+system will be colored, and will not be editable any more. The advance bottom 
+will also automatically advance the focus of the window, but you can inspect the 
+whole file using the scroll bars, as usual. Comments are skipped.
+Try to advance and retract a few steps, to get the feeling of the system. You can 
+also come back here by using the top button, that takes you at the beginning of 
+a file. The play button is meant to process the script up to a position 
+previously selected by the user; the bottom button execute the whole script. 
+That's it: we are\ 5span style="font-family: Verdana,sans-serif;"\ 6 \ 5/span\ 6now ready to start.
+
+\ 5h2 class="section"\ 6Data types, functions and theorems\ 5/h2\ 6
+Matita is both a programming language and a theorem proving environment:
+you define datatypes and programs, and then prove properties on them.
+Very few things are built-in: not even booleans or logical connectives
+(but you may of course use libraries, as in normal programming languages). 
+The main philosophy of the system is to let you define your own data-types 
+and functions using a powerful computational mechanism based on the 
+declaration of inductive types. 
+
+Let us start this tutorial with a simple example based on the following well 
+known problem.
+
+\ 5b\ 6The goat, the wolf and the cabbage\ 5/b\ 6
+A farmer need to transfer a goat, a wolf and a cabbage across a river, but there
+is only one place available on his boat. Furthermore, the goat will eat the 
+cabbage if they are left alone on the same bank, and similarly the wolf will eat
+the goat. The problem consists in bringing all three items safely across the 
+river. 
+
+Our first data type defines the two banks of the river, which will be named east
+and west. It is a simple example of enumerated type, defined by explicitly 
+declaring all its elements. The type itself is called "bank".
+Before giving its definition we "include" the file "logic.ma" that contains a 
+few preliminary notions not worth discussing for the moment.
+*)
+
+include "basics/logic.ma".
+
+inductive bank: Type[0] ≝
+| east : bank 
+| west : bank.
+
+(* We can now define a simple function computing, for each bank of the river, the
+opposite one. *)
+
+definition opposite ≝ λs.
+match s with
+  [ east ⇒ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6
+  | west ⇒ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6
+  ].
+
+(* Functions are live entities, and can be actually computed. To check this, let
+us state the property that the opposite bank of east is west; every lemma needs a 
+name for further reference, and we call it "east_to_west". *)
+lemma east_to_west : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6.
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6The goal window\ 5/h2\ 6
+If you stop the execution here you will see a new window on the  right side
+of the screen: it is the goal window, providing a sequent like representation of
+the form
+
+B1
+B2
+....
+Bk
+-----------------------
+A
+
+for each open goal remaining to be solved. A is the conclusion of the goal and 
+B1, ..., Bk is its context, that is the set of current hypothesis and type 
+declarations. In this case, we have only one goal, and its context is empty. 
+The proof proceeds by typing commands to the system. In this case, we
+want to evaluate the function, that can be done by invoking the  "normalize"
+command:
+*)
+
+normalize
+
+(* By executing it - just type the advance command - you will see that the goal
+has changed to west = west, by reducing the subexpression (opposite east). 
+You may use the retract bottom to undo the step, if you wish. 
+
+The new goal west = west is trivial: it is just a consequence of reflexivity.
+Such trivial steps can be just closed in Matita by typing a double slash. 
+We complete the proof by the qed command, that instructs the system to store the
+lemma performing some book-keeping operations. 
+*)
+
+// qed.
+
+(* In exactly the same way, we can prove that the opposite side of west is east.
+In this case, we avoid the unnecessary simplification step: // will take care of 
+it. *) 
+
+lemma west_to_east : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6.
+// qed.
+
+(*
+\ 5h2 class="section"\ 6Introduction\ 5/h2\ 6
+A slightly more complex problem consists in proving that opposite is idempotent *)
+
+lemma idempotent_opposite : ∀x. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 x) \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 x.
+
+(* we start the proof moving x from the conclusion into the context, that is a 
+(backward) introduction step. Matita syntax for an introduction step is simply 
+the sharp character followed by the name of the item to be moved into the 
+context. This also allows us to rename the item, if needed: for instance if we 
+wish to rename x into b (since it is a bank), we just type #b. *)
+
+#b
+
+(* See the effect of the execution in the goal window on the right: b has been 
+added to the context (replacing x in the conclusion); moreover its implicit type 
+"bank" has been made explicit. 
+*)
+
+(*
+\ 5h2 class="section"\ 6Case analysis\ 5/h2\ 6
+But how are we supposed to proceed, now? Simplification cannot help us, since b
+is a variable: just try to call normalize and you will see that it has no effect.
+The point is that we must proceed by cases according to the possible values of b,
+namely east and west. To this aim, you must invoke the cases command, followed by
+the name of the hypothesis (more generally, an arbitrary expression) that must be
+the object of the case analysis (in our case, b).
+*)
+
+cases b
+
+(* Executing the previous command has the effect of opening two subgoals, 
+corresponding to the two cases b=east and b=west: you may switch from one to the 
+other by using the hyperlinks over the top of the goal window. 
+Both goals can be closed by trivial computations, so we may use // as usual.
+If we had to treat each subgoal in a different way, we should focus on each of 
+them in turn, in a way that will be described at the end of this section.
+*)
+
+// qed.
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Predicates\ 5/h2\ 6
+Instead of working with functions, it is sometimes convenient to work with
+predicates. For instance, instead of defining a function computing the opposite 
+bank, we could declare a predicate stating when two banks are opposite to each 
+other. Only two cases are possible, leading naturally to the following 
+definition:
+*)
+
+inductive opp : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6 → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6 → Prop ≝ 
+| east_west : opp \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6
+| west_east : opp \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6.
+
+(* In precisely the same way as "bank" is the smallest type containing east and
+west, opp is the smallest predicate containing the two sub-cases east_west and
+weast_east. If you have some familiarity with Prolog, you may look at opp as the
+predicate defined by the two clauses - in this case, the two facts - ast_west and
+west_east.
+
+Between opp and opposite we have the following relation:
+    opp a b iff a = opposite b
+Let us prove it, starting from the left to right implication, first *)
+
+lemma opp_to_opposite: ∀a,b. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 a b → a \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 b.
+(* We start the proof introducing a, b and the hypothesis opp a b, that we
+call oppab. *)
+#a #b #oppab
+
+(* Now we proceed by cases on the possible proofs of (opp a b), that is on the 
+possible shapes of oppab. By definition, there are only two possibilities, 
+namely east_west or west_east. Both subcases are trivial, and can be closed by
+automation *)
+
+cases oppab // qed.
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Rewriting\ 5/h2\ 6
+Let us come to the opposite direction. *)
+
+lemma opposite_to_opp: ∀a,b. a \ 5a title="leibnitz's equality" href="cic:/fakeuri.def(1)"\ 6=\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opposite.def(1)"\ 6opposite\ 5/a\ 6 b → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 a b.
+
+(* As usual, we start introducing a, b and the hypothesis (a = opposite b), 
+that we call eqa. *)
+
+#a #b #eqa
+
+(* The right way to proceed, now, is by rewriting a into (opposite b). We do
+this by typing ">eqa". If we wished to rewrite in the opposite direction, namely
+opposite b into a, we would have typed "<eqa". *)
+
+>eqa
+
+(* We conclude the proof by cases on b. *)
+
+cases b // qed.
+
+(*
+\ 5h2 class="section"\ 6Records\ 5/h2\ 6
+It is time to proceed with our formalization of the farmer's problem. 
+A state of the system is defined by the position of four items: the goat, the 
+wolf, the cabbage, and the boat. The simplest way to declare such a data type
+is to use a record.
+*)
+
+record state : Type[0] ≝
+  {goat_pos : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6;
+   wolf_pos : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6;
+   cabbage_pos: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6;
+   boat_pos : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.ind(1,0,0)"\ 6bank\ 5/a\ 6}.
+
+(* When you define a record named foo, the system automatically defines a record 
+constructor named mk_foo. To construct a new record you pass as arguments to 
+mk_foo the values of the record fields *)
+
+definition start ≝ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6.
+definition end ≝ \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6.
+
+(* We must now define the possible moves. A natural way to do it is in the form 
+of a relation (a binary predicate) over states. *)
+
+inductive move : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.ind(1,0,0)"\ 6state\ 5/a\ 6 → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.ind(1,0,0)"\ 6state\ 5/a\ 6 → Prop ≝
+| move_goat: ∀g,g1,w,c. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 g g1 → move (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c g) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g1 w c g1)
+  (* We can move the goat from a bank g to the opposite bank g1 if and only if the
+     boat is on the same bank g of the goat and we move the boat along with it. *)
+| move_wolf: ∀g,w,w1,c. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 w w1 → move (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c w) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w1 c w1)
+| move_cabbage: ∀g,w,c,c1.\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 c c1 → move (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c c) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c1 c1)
+| move_boat: ∀g,w,c,b,b1. \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 b b1 → move (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c b) (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c b1).
+
+(* A state is safe if either the goat is on the same bank of the boat, or both 
+the wolf and the cabbage are on the opposite bank of the goat. *)
+
+inductive safe_state : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.ind(1,0,0)"\ 6state\ 5/a\ 6 → Prop ≝
+| with_boat : ∀g,w,c.safe_state (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g w c g)
+| opposite_side : ∀g,g1,b.\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.ind(1,0,0)"\ 6opp\ 5/a\ 6 g g1 → safe_state (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 g g1 g1 b).
+
+(* Finally, a state y is reachable from x if either there is a single move 
+leading from x to y, or there is a safe state z such that z is reachable from x 
+and there is a move leading from z to y *)
+
+inductive reachable : \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.ind(1,0,0)"\ 6state\ 5/a\ 6 → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.ind(1,0,0)"\ 6state\ 5/a\ 6 → Prop ≝
+| one : ∀x,y.\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.ind(1,0,0)"\ 6move\ 5/a\ 6 x y → reachable x y
+| more : ∀x,z,y. \ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6reachable x z → \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.ind(1,0,0)"\ 6safe_state\ 5/a\ 6 z → \ 5span style="text-decoration: underline;"\ 6\ 5/span\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.ind(1,0,0)"\ 6move\ 5/a\ 6 z y → reachable x y.
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Automation\ 5/h2\ 6
+Remarkably, Matita is now able to solve the problem by itslef, provided
+you allow automation to exploit more resources. The command /n/ is similar to
+//, where n is a measure of this complexity: in particular it is a bound to
+the depth of the expected proof tree (more precisely, to the number of nested
+applicative nodes). In this case, there is a solution in six moves, and we
+need a few more applications to handle reachability, and side conditions. 
+The magic number to let automation work is, in this case, 9.  *)
+
+lemma problem: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.ind(1,0,0)"\ 6reachable\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/start.def(1)"\ 6start\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/end.def(1)"\ 6end\ 5/a\ 6.
+normalize /\ 5span class="autotactic"\ 69\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,1,0)"\ 6one\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,1,0)"\ 6with_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,2,0)"\ 6opposite_side\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,1,0)"\ 6move_goat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,2,0)"\ 6move_wolf\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,3,0)"\ 6move_cabbage\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,4,0)"\ 6move_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,2,0)"\ 6west_east\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/ qed. 
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Application\ 5/h2\ 6
+Let us now try to derive the proof in a more interactive way. Of course, we
+expect to need several moves to transfer all items from a bank to the other, so 
+we should start our proof by applying "more". Matita syntax for invoking the 
+application of a property named foo is to write "@foo". In general, the philosophy 
+of Matita is to describe each proof of a property P as a structured collection of 
+objects involved in the proof, prefixed by simple modalities (#,<,@,...) explaining 
+the way it is actually used (e.g. for introduction, rewriting, in an applicative 
+step, and so on).
+*)
+
+lemma problem1: \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.ind(1,0,0)"\ 6reachable\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/start.def(1)"\ 6start\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/end.def(1)"\ 6end\ 5/a\ 6.
+normalize @\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Focusing\ 5/h2\ 6
+After performing the previous application, we have four open subgoals:
+
+  X : STATE
+  Y : reachable [east,east,east,east] X
+  W : safe_state X
+  Z : move X [west,west,west,west]
+That is, we must guess a state X, such that this is reachable from start, it is 
+safe, and there is a move leading from X to end. All goals are active, that is
+emphasized by the fact that they are all red. Any command typed by the user is
+normally applied in parallel to all active goals, but clearly we must proceed 
+here is a different way for each of them. The way to do it, is by structuring
+the script using the following syntax: [...|... |...|...] where we typically have
+as many cells inside the brackets as the number of the active subgoals. The
+interesting point is that we can associate with the three symbol "[", "|" and
+"]" a small-step semantics that allow to execute them individually. In particular
+
+- the operator "[" opens a new focusing section for the currently active goals,
+  and focus on the first of them
+- the operator "|" shift the focus to the next goal
+- the operator "]" close the focusing section, falling back to the previous level
+  and adding to it all remaining goals not yet closed
+
+Let us see the effect of the "[" on our proof:
+*)
+
+  [  
+
+(* As you see, only the first goal has now the focus on. Moreover, all goals got
+a progressive numerical label, to help designating them, if needed. 
+We can now proceed in several possible ways. The most straightforward way is to 
+provide the intermediate state, that is [east,west,west,east]. We can do it, by 
+just applying this term. *)
+
+   @(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6
+
+(* This application closes the goal; at present, no goal has the focus on.
+In order to act on the next goal, we must focus on it using the "|" operator. In
+this case, we would like to skip the next goal, and focus on the trivial third 
+subgoal: a simple way to do it, is by retyping "|". The proof that 
+[east,west,west,east] is safe is trivial and can be done with //.*)
+
+  || //
+
+(*
+We then advance to the next goal, namely the fact that there is a move from 
+[east,west,west,east] to [west,west,west,west]; this is trivial too, but it 
+requires /2/ since move_goat opens an additional subgoal. By applying "]" we
+refocus on the skipped goal, going back to a situation similar to the one we
+started with. *)
+
+  | /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,1,0)"\ 6move_goat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/ ] 
+
+(* 
+\ 5h2 class="section"\ 6Implicit arguments\ 5/h2\ 6
+Let us perform the next step, namely moving back the boat, in a sligtly 
+different way. The more operation expects as second argument the new 
+intermediate state, hence instead of applying more we can apply this term
+already instatated on the next intermediate state. As first argument, we
+type a question mark that stands for an implicit argument to be guessed by
+the system. *)
+
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 ? (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/state.con(0,1,0)"\ 6mk_state\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6))
+
+(* We now get three independent subgoals, all actives, and two of them are 
+trivial. We\ 5span style="font-family: Verdana,sans-serif;"\ 6 \ 5/span\ 6can just apply automation to all of them, and it will close the two
+trivial goals. *)
+
+/\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,2,0)"\ 6opposite_side\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,4,0)"\ 6move_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,2,0)"\ 6west_east\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
+
+(* Let us come to the next step, that consists in moving the wolf. Suppose that 
+instead of specifying the next intermediate state, we prefer to specify the next 
+move. In the spirit of the previous example, we can do it in the following way 
+*)
+
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,2,0)"\ 6move_wolf\ 5/a\ 6 … ))
+
+(* The dots stand here for an arbitrary number of implicit arguments, to be 
+guessed by the system. 
+Unfortunately, the previous move is not enough to fully instantiate the new 
+intermediate state: a bank B remains unknown. Automation cannot help here,
+since all goals depend from this bank and automation refuses to close some
+subgoals instantiating other subgoals remaining open (the instantiation could
+be arbitrary). The simplest way to proceed is to focus on the bank, that is
+the fourth subgoal, and explicitly instatiate it. Instead of repeatedly using "|",
+we can perform focusing by typing "4:" as described by the following command. *)
+
+[4: @\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6] /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,1,0)"\ 6with_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
+
+(* Alternatively, we can directly instantiate the bank into the move. Let
+us complete the proof in this, very readable way. *)
+
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,1,0)"\ 6move_goat\ 5/a\ 6 \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 … )) /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,1,0)"\ 6with_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,2,0)"\ 6west_east\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,3,0)"\ 6move_cabbage\ 5/a\ 6 ?? \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,1,0)"\ 6east\ 5/a\ 6 … )) /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,2,0)"\ 6opposite_side\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,2,0)"\ 6west_east\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
+@(\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,2,0)"\ 6more\ 5/a\ 6 … (\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,4,0)"\ 6move_boat\ 5/a\ 6 ??? \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/bank.con(0,2,0)"\ 6west\ 5/a\ 6 … )) /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/safe_state.con(0,1,0)"\ 6with_boat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,2,0)"\ 6west_east\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/
+@\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/reachable.con(0,1,0)"\ 6one\ 5/a\ 6 /\ 5span class="autotactic"\ 62\ 5span class="autotrace"\ 6 trace \ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/move.con(0,1,0)"\ 6move_goat\ 5/a\ 6\ 5a href="cic:/matita/tutorial/chapter1/opp.con(0,1,0)"\ 6east_west\ 5/a\ 6\ 5/span\ 6\ 5/span\ 6/ qed.
\ No newline at end of file