Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  sigma_nat.pvs   Sprache: PVS

 
sigma_nat: THEORY
%------------------------------------------------------------------------------
% The summations theory provides properties of the sigma 
% function that sums an arbitrary function F: [T -> real] over a range
% from low to high
%
%             high
%           ----
%  sigma(low, high, F) =  \     F(j)
%           /
%           ----
%          j = low
%
%
% NOTE. Older versions of the library used a slightly more general
%       version of "sigma_first", namely for high >= low rather
%       than just high > low.  The lemma "sigma_first_ge" has been 
%       added here to facilitate the upgrade to the new library.
%
%------------------------------------------------------------------------------


BEGIN

  IMPORTING sigma[nat]

  int_is_T_high: JUDGEMENT int SUBTYPE_OF T_high
  nat_is_T_low : JUDGEMENT nat SUBTYPE_OF T_low

  high, high1, high2, i: VAR int
  low,low1,low2, n, m: VAR nat
  F,G: VAR function[nat -> real]


% --------- Following Theorems Not Provable In Generic Framework -------


  sigma_shift:  THEOREM sigma(low+m,high+m,F) = 
                              sigma(low,high, (LAMBDA (n: nat): F(n+m)))

  sigma_shift_neg:  THEOREM low - m >= 0 IMPLIES 
                         sigma(low-m,high-m,F) = 
                             sigma(low,high, (LAMBDA n: IF n-m < 0 THEN 0 
                                                        ELSE F(n-m) 
                                                        ENDIF))

  sigma_shift_ng2:  THEOREM low - m >= 0 IMPLIES 
                         sigma(low-m,high-m,F) = 
                             sigma(low,high, (LAMBDA n: F(n~m)))


  sigma_shift_i:  THEOREM 0 <= low + i IMPLIES
                              sigma(low+i,high+i,F) = 
                              sigma(low,high, (LAMBDA (n: nat): IF n < low THEN 0
                                                                  ELSE F(n+i) ENDIF))

  sigma_shift_to_zero: LEMMA n<=m IMPLIES
    sigma(n,m,F) = sigma(0,m-n, (LAMBDA (i:nat): F(i+n)))

% These next two are now trivial instatiations of the updated framework.

  sigma_first_ge : THEOREM high >= low IMPLIES  % slightly more general
                           sigma(low, high, F) = F(low) + sigma(low+1, high, F)


  sigma_split_ge : THEOREM low-1 <= i AND i <= high IMPLIES 
                            sigma(low, high, F) = 
                                     sigma(low, i, F) + sigma(i+1, high, F)

% Summation in the opposite direction

  sigma_reverse : THEOREM sigma(low,high,F) = 
         sigma(low,high,(LAMBDA (n:nat): IF n > high+low THEN 0 ELSE F(high+low-n) ENDIF))


  sigma_product    : THEOREM sigma(low1,high1,F)*sigma(low2,high2,G) =
                 sigma(low1+low2,high1+high2,LAMBDA (k:nat):
            sigma(low1,high1, 
       LAMBDA (i:nat): IF (i<k-high2 OR i>k-low2) THEN 0
                     ELSE F(i)*G(k-i) ENDIF))

  sigma_tolambda: LEMMA sigma(low,high,F) =
    sigma(low,high,LAMBDA (i:nat): F(i))

  sigma_bij: LEMMA FORALL (sig:[nat->nat]):
    (FORALL (i:subrange(low,high)): low<=sig(i) AND sig(i)<=high) AND
    (FORALL (i:subrange(low,high)): EXISTS (j:subrange(low,high)): sig(j)=i) AND
    (FORALL (i,j:subrange(low,high)): i/=j IMPLIES sig(i)/=sig(j))
    IMPLIES
    sigma(low,high,F) = sigma(low,high,F o sig)

  sigma_inj: LEMMA FORALL (sig:[nat->nat]):
    (FORALL (i:subrange(low1,high1)): low2<=sig(i) AND sig(i)<=high2) AND
    (FORALL (i,j:subrange(low1,high1)): i/=j IMPLIES sig(i)/=sig(j)) AND
    (FORALL (i:subrange(low2,high2)): (EXISTS (j:subrange(low1,high1)): sig(j)=i) OR
      G(i)=0) AND
    (FORALL (i:subrange(low1,high1)): F(i) = G(sig(i)))
    IMPLIES
    sigma(low1,high1,F) = sigma(low2,high2,G)
    

 
% ---- Auto-rewrites


  nn: VAR negint
  sigma_0_neg: LEMMA sigma(0,nn,F) = 0
  AUTO_REWRITE+ sigma_0_neg


  sigma_product2   : THEOREM FORALL(M: posnat, N: posnat): 
               sigma(0,M-1,F)*sigma(0,N-1,G) = 
               sigma(0, M*N-1, LAMBDA(k:nat): F( (k-mod(k,N))/N)*G(mod(k,N)))           


  sigma_geometric: LEMMA FORALL (r:real):
    r/=1 AND n<=m IMPLIES
    sigma(n,m,LAMBDA (k:nat): r^k) = (r^n-r^(m+1))/(1-r)

                                                      
END sigma_nat

50%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.12 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge