Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/Roqc/test-suite/ssr/   (Beweissystem des Inria Version 9.1.0©)  Datei vom 15.8.2025 mit Größe 11 kB image not shown  

Quelle  under.v   Sprache: Coq

 
Require Import ssreflect.
Require Import ssrbool TestSuite.ssr_mini_mathcomp.
Global Unset SsrOldRewriteGoalsOrder.

(* under <names>: {occs}[patt]<lemma>.
   under <names>: {occs}[patt]<lemma> by tac1.
   under <names>: {occs}[patt]<lemma> by [tac1 | ...].
 *)


Set Implicit Arguments.
Unset Strict Implicit.
Unset Printing Implicit Defensive.

Axiom daemon : False. Ltac myadmit := case: daemon.

Module Mocks.

(* Mock bigop.v definitions to test the behavior of under with bigops
   without requiring mathcomp *)


Definition eqfun :=
  fun (A B : Type) (f g : forall _ : B, A) => forall x : B, @eq A (f x) (g x).

Section Defix.
Variables (T : Type) (n : nat) (f : forall _ : T, T) (x : T).
Fixpoint loop (m : nat) : T :=
  match m return T with
  | O => x
  | S i => f (loop i)
  end.
Definition iter := loop n.
End Defix.

Parameter eq_bigl :
  forall (R : Type) (idx : R) (op : forall (_ : R) (_ : R), R) (I : Type)
         (r : list I) (P1 P2 : pred I) (F : forall _ : I, R) (_ : @eqfun bool I P1 P2),
    @eq R (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P1 i) (F i)))
        (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P2 i) (F i))).

Parameter eq_big :
  forall (R : Type) (idx : R) (op : forall (_ : R) (_ : R), R) (I : Type)
         (r : list I) (P1 P2 : pred I) (F1 F2 : forall _ : I, R) (_ : @eqfun bool I P1 P2)
         (_ : forall (i : I) (_ : is_true (P1 i)), @eq R (F1 i) (F2 i)),
    @eq R (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P1 i) (F1 i)))
        (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P2 i) (F2 i))).

Parameter eq_bigr :
  forall (R : Type) (idx : R) (op : forall (_ : R) (_ : R), R) (I : Type)
         (r : list I) (P : pred I) (F1 F2 : forall _ : I, R)
         (_ : forall (i : I) (_ : is_true (P i)), @eq R (F1 i) (F2 i)),
    @eq R (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P i) (F1 i)))
        (@bigop R I idx r (fun i : I => @BigBody R I i op (P i) (F2 i))).

Parameter big_const_nat :
  forall (R : Type) (idx : R) (op : forall (_ : R) (_ : R), R) (m n : nat) (x : R),
    @eq R (@bigop R nat idx (index_iota m n) (fun i : nat => @BigBody R nat i op true x))
        (@iter R (subn n m) (op x) idx).

Delimit Scope N_scope with num.
Delimit Scope nat_scope with N.

Reserved Notation "\sum_ ( m <= i < n | P ) F"
  (at level 41, F at level 41, i, m, n at level 50,
           format "'[' \sum_ ( m <= i < n | P ) '/ ' F ']'").
Reserved Notation "\sum_ ( m <= i < n ) F"
  (at level 41, F at level 41, i, m, n at level 50,
           format "'[' \sum_ ( m <= i < n ) '/ ' F ']'").

Local Notation "+%N" := addn (at level 0, only parsing).

Notation "\sum_ ( m <= i < n | P ) F" :=
  (\big[+%N/0%N]_(m <= i < n | P%B) F%N) : (*nat_scope*) big_scope.
Notation "\sum_ ( m <= i < n ) F" :=
  (\big[+%N/0%N]_(m <= i < n) F%N) : (*nat_scope*) big_scope.

Parameter iter_addn_0 : forall m n : nat, @eq nat (@iter nat n (addn m) O) (muln m n).

End Mocks.

Import Mocks.

(*****************************************************************************)

Lemma test_big_nested_1 (F G : nat -> nat) (m n : nat) :
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd (j * 1)) (i + j) =
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd j) (j + i).
Proof.
(* in interactive mode *)
under eq_bigr => i Hi.
  under eq_big => [j|j Hj].
  { rewrite muln1. over. }
  { rewrite addnC. over. }
  simpl(* or: cbv beta. *)
  over.
by [].
Qed.

Lemma test_big_nested_2 (F G : nat -> nat) (m n : nat) :
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd (j * 1)) (i + j) =
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd j) (j + i).
Proof.
(* in one-liner mode *)
under eq_bigr => i Hi do under eq_big => [j|j Hj] do [rewrite muln1 | rewrite addnC ].
done.
Qed.

Lemma test_big_2cond_0intro (F : nat -> nat) (m : nat) :
  \sum_(0 <= i < m | odd (i + 1)) (i + 2) >= 0.
Proof.
(* in interactive mode *)
under eq_big.
{ move=> n; rewrite (addnC n 1); over. }
{ move=> i Hi; rewrite (addnC i 2); over. }
done.
Qed.

Lemma test_big_2cond_1intro (F : nat -> nat) (m : nat) :
  \sum_(0 <= i < m | odd (i + 1)) (i + 2) >= 0.
Proof.
(* in interactive mode *)
Fail under eq_big => i.
(* as it amounts to [under eq_big => [i]] *)
Abort.

Lemma test_big_2cond_all (F : nat -> nat) (m : nat) :
  \sum_(0 <= i < m | odd (i + 1)) (i + 2) >= 0.
Proof.
(* in interactive mode *)
Fail under eq_big => *.
(* as it amounts to [under eq_big => [*]] *)
Abort.

Lemma test_big_2cond_all_implied (F : nat -> nat) (m : nat) :
  \sum_(0 <= i < m | odd (i + 1)) (i + 2) >= 0.
Proof.
(* in one-liner mode *)
under eq_big do [rewrite addnC
                |rewrite addnC].
(* amounts to [under eq_big => [*|*] do [...|...]] *)
done.
Qed.

Lemma test_big_patt1 (F G : nat -> nat) (n : nat) :
  \sum_(0 <= i < n) (F i + G i) = \sum_(0 <= i < n) (G i + F i) + 0.
Proof.
under [in RHS]eq_bigr => i Hi.
  by rewrite addnC over.
done.
Qed.

Lemma test_big_patt2 (F G : nat -> nat) (n : nat) :
  \sum_(0 <= i < n) (F i + F i) =
  \sum_(0 <= i < n) 0 + \sum_(0 <= i < n) (F i * 2).
Proof.
under [X in _ = _ + X]eq_bigr => i Hi do rewrite mulnS muln1.
by rewrite big_const_nat iter_addn_0.
Qed.

Lemma test_big_occs (F G : nat -> nat) (n : nat) :
  \sum_(0 <= i < n) (i * 0) = \sum_(0 <= i < n) (i * 0) + \sum_(0 <= i < n) (i * 0).
Proof.
under {2}[in RHS]eq_bigr => i Hi do rewrite muln0.
by rewrite big_const_nat iter_addn_0 mul0n addn0.
Qed.

Lemma test_big_occs_inH (F G : nat -> nat) (n : nat) :
  \sum_(0 <= i < n) (i * 0) = \sum_(0 <= i < n) (i * 0) + \sum_(0 <= i < n) (i * 0) -> True.
Proof.
move=> H.
do [under {2}[in RHS]eq_bigr => i Hi do rewrite muln0] in H.
by rewrite big_const_nat iter_addn_0 mul0n addn0 in H.
Qed.

(* Solely used, one such renaming is useless in practice, but it works anyway *)
Lemma test_big_cosmetic (F G : nat -> nat) (m n : nat) :
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd (j * 1)) (i + j) =
  \sum_(0 <= i < m) \sum_(0 <= j < n | odd j) (j + i).
Proof.
under [RHS]eq_bigr => a A do under eq_bigr => b B do []. (* renaming bound vars *)
myadmit.
Qed.

Lemma test_big_andb (F : nat -> nat) (m n : nat) :
  \sum_(0 <= i < 5 | odd i && (i == 1)) i = 1.
Proof.
under eq_bigl => i do [rewrite andb_idl; first by move/eqP->].
under eq_bigr => i do move/eqP=>{1}->. (* the 2nd occ should not be touched *)
myadmit.
Qed.

Lemma test_foo (f1 f2 : nat -> nat) (f_eq : forall n, f1 n = f2 n)
      (G : (nat -> nat) -> nat)
      (Lem : forall f1 f2 : nat -> nat,
          True ->
          (forall n, f1 n = f2 n) ->
          False = False ->
          G f1 = G f2) :
  G f1 = G f2.
Proof.
(*
under x: Lem.
- done.
- rewrite f_eq; over.
- done.
 *)

under Lem => [|x|] do [done|rewrite f_eq|done].
done.
Qed.


(* Inspired From Coquelicot.Lub. *)
(* http://coquelicot.saclay.inria.fr/html/Coquelicot.Lub.html#Lub_Rbar_eqset *)

Parameters (R Rbar : Set) (R0 : R) (Rbar0 : Rbar).
Parameter Rbar_le : Rbar -> Rbar -> Prop.
Parameter Lub_Rbar : (R -> Prop) -> Rbar.
Parameter Lub_Rbar_eqset :
  forall E1 E2 : R -> Prop,
    (forall x : R, E1 x <-> E2 x) ->
    Lub_Rbar E1 = Lub_Rbar E2.

Lemma test_Lub_Rbar (E : R -> Prop)  :
  Rbar_le Rbar0 (Lub_Rbar (fun x => x = R0 \/ E x)).
Proof.
under Lub_Rbar_eqset => r.
by rewrite over.
Abort.

Lemma ex_iff R (P1 P2 : R -> Prop) :
  (forall x : R, P1 x <-> P2 x) -> ((exists x, P1 x) <-> (exists x, P2 x)).
Proof.
by move=> H; split; move=> [x Hx]; exists x; apply H.
Qed.

Arguments ex_iff [R P1] P2 iffP12.

(** Load the [setoid_rewrite] machinery *)
Require Setoid.

(** Replay the tactics from [test_Lub_Rbar] in this new environment *)
Lemma test_Lub_Rbar_again (E : R -> Prop)  :
  Rbar_le Rbar0 (Lub_Rbar (fun x => x = R0 \/ E x)).
Proof.
under Lub_Rbar_eqset => r.
by rewrite over.
Abort.

Lemma test_ex_iff (P : nat -> Prop) : (exists x, P x) -> True.
under ex_iff => n. (* this requires [Setoid] *)
by rewrite over.
by move=> _.
Qed.

Section TestGeneric.
Context {A B : Type} {R : nat -> B -> B -> Prop}
        `{!forall n : nat, RelationClasses.Equivalence (R n)}.
Variables (F : (A -> A -> B) -> B).
Hypothesis ex_gen : forall (n : nat) (P1 P2 : A -> A -> B),
  (forall x y : A, R n (P1 x y) (P2 x y)) -> (R n (F P1) (F P2)).
Arguments ex_gen [n P1] P2 _.
Lemma test_ex_gen (P1 P2 : A -> A -> B) (n : nat) :
  (forall x y : A, P2 x y = P2 y x) ->
  R n (F P1) (F P2) /\ True -> True.
Proof.
move=> P2C.
under [X in R _ _ X]ex_gen => a b.
  by rewrite P2C over.
by move => _.
Qed.
End TestGeneric.

Import Setoid.
(* to expose [Coq.Relations.Relation_Definitions.reflexive],
   [Coq.Classes.RelationClasses.RewriteRelation], and so on. *)


Section TestGeneric2.
(* Some toy abstract example with a parameterized setoid type *)
Record Setoid (m n : nat) : Type :=
  { car : Type
  ; Rel : car -> car -> Prop
  ; refl : reflexive _ Rel
  ; sym : symmetric _ Rel
  ; trans : transitive _ Rel
  }.

Context {m n : nat}.
Add Parametric Relation (s : Setoid m n) : (car s) (@Rel _ _ s)
  reflexivity proved by (@refl _ _ s)
  symmetry proved by (@sym _ _ s)
  transitivity proved by (@trans _ _ s)
  as eq_rel.

Context {A : Type} {s1 s2 : Setoid m n}.

Let B := @car m n s1.
Let C := @car m n s2.
Variable (F : C -> (A -> A -> B) -> C).
Hypothesis rel2_gen :
  forall (c1 c2 : C) (P1 P2 : A -> A -> B),
    Rel c1 c2 ->
    (forall a b : A, Rel (P1 a b) (P2 a b)) ->
    Rel (F c1 P1) (F c2 P2).
Arguments rel2_gen [c1] c2 [P1] P2 _ _.
Lemma test_rel2_gen (c : C) (P : A -> A -> B)
  (toy_hyp : forall a b, P a b = P b a) :
  Rel (F c P) (F c (fun a b => P b a)).
Proof.
under [here in Rel _ here]rel2_gen.
- over.
by move=> a b; rewrite toy_hyp over.
reflexivity.
Qed.
End TestGeneric2.

Section TestPreOrder.
(* inspired by https://github.com/coq/coq/pull/10022#issuecomment-530101950 *)

Require Import Morphisms.

(** Tip to tell rewrite that the LHS of [leq' x y (:= leq x y = true)]
    is x, not [leq x y] *)

Definition rel_true {T} (R : rel T) x y := is_true (R x y).
Definition leq' : nat -> nat -> Prop := rel_true leq.

Parameter leq_add :
  forall m1 m2 n1 n2 : nat, m1 <= n1 -> m2 <= n2 -> m1 + m2 <= n1 + n2.
Parameter leq_mul :
 forall m1 m2 n1 n2 : nat, m1 <= n1 -> m2 <= n2 -> m1 * m2 <= n1 * n2.

Local Notation "+%N" := addn (at level 0, only parsing).

(** Context lemma *)
Lemma leq'_big : forall I (F G : I -> nat) (r : seq I),
    (forall i : I, leq' (F i) (G i)) ->
    (leq' (\big[+%N/0%N]_(i <- r) F i) (\big[+%N/0%N]_(i <- r) G i)).
Proof.
red=> F G m n HFG.
apply: (big_ind2 leq _ _ (P := xpredT) (op1 := addn) (op2 := addn)) =>//.
move=> *; exact: leq_add.
move=> *; exact: HFG.
Qed.

(** Instances for [setoid_rewrite] *)
Instance leq'_rr : RewriteRelation leq' := {}.

Instance leq'_proper_addn : Proper (leq' ==> leq' ==> leq') addn.
Proof. move=> a1 b1 le1 a2 b2 le2; exact/leq_add. Qed.

Instance leq'_proper_muln : Proper (leq' ==> leq' ==> leq') muln.
Proof. move=> a1 b1 le1 a2 b2 le2; exact/leq_mul. Qed.


Instance leq'_preorder : PreOrder leq'.
(** encompasses [Reflexive] *)
Proofrewrite /leq' /rel_true; split =>// ??? A B; exact: leq_trans A B. Qed.

Instance leq'_reflexive : Reflexive leq'.
Proofby rewrite /leq' /rel_true. Qed.

Parameter leq_add2l :
  forall p m n : nat, (p + m <= p + n) = (m <= n).

Lemma test : forall n : nat,
  (1 + 2 * (\big[+%N/0]_(i < n) (3 + i)) * 4 + 5 <= 6 + 24 * n + 8 * n * n)%N.
Proof.
move=> n; rewrite -[is_true _]/(rel_true _ _ _) -/leq'.
have lem : forall (i : nat), i < n -> leq' (3 + i) (3 + n).
by move=> i Hi; rewrite /leq' /rel_true leq_add2l; apply/ltnW. }

under leq'_big => i.
{
  rewrite UnderE.

  (* instantiate the evar with the bound "3 + n" *)
  apply: lem; exact: ltn_ord.
}
cbv beta.

now_show (leq' (1 + 2 * \big[+%N/0]_(i < n) (3 + n) * 4 + 5) (6 + 24 * n + 8 * n * n)).
(* uninteresting end of proof, omitted *)
Abort.

End TestPreOrder.

99%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.6 Sekunden  ¤

*© 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.