products/Sources/formale Sprachen/Isabelle/ZF/Constructible image not shown  

Quellcode-Bibliothek

© Kompilation durch diese Firma

[Weder Korrektheit noch Funktionsfähigkeit der Software werden zugesichert.]

Datei: Rank_Separation.thy   Sprache: Isabelle

Original von: Isabelle©

(*  Title:      ZF/Constructible/Rank_Separation.thy
    Author:     Lawrence C Paulson, Cambridge University Computer Laboratory
*)


section \<open>Separation for Facts About Order Types, Rank Functions and 
      Well-Founded Relations\<close>

theory Rank_Separation imports Rank Rec_Separation begin


text\<open>This theory proves all instances needed for locales
 \<open>M_ordertype\<close> and  \<open>M_wfrank\<close>.  But the material is not
 needed for proving the relative consistency of AC.\<close>

subsection\<open>The Locale \<open>M_ordertype\<close>\<close>

subsubsection\<open>Separation for Order-Isomorphisms\<close>

lemma well_ord_iso_Reflects:
  "REFLECTS[\x. x\A \
                (\<exists>y[L]. \<exists>p[L]. fun_apply(L,f,x,y) & pair(L,y,x,p) & p \<in> r),
        \<lambda>i x. x\<in>A \<longrightarrow> (\<exists>y \<in> Lset(i). \<exists>p \<in> Lset(i).
                fun_apply(##Lset(i),f,x,y) & pair(##Lset(i),y,x,p) & p \<in> r)]"
by (intro FOL_reflections function_reflections)

lemma well_ord_iso_separation:
     "[| L(A); L(f); L(r) |]
      ==> separation (L, \<lambda>x. x\<in>A \<longrightarrow> (\<exists>y[L]. (\<exists>p[L].
                     fun_apply(L,f,x,y) & pair(L,y,x,p) & p \<in> r)))"
apply (rule gen_separation_multi [OF well_ord_iso_Reflects, of "{A,f,r}"], 
       auto)
apply (rule_tac env="[A,f,r]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules | simp)+
done


subsubsection\<open>Separation for \<^term>\<open>obase\<close>\<close>

lemma obase_reflects:
  "REFLECTS[\a. \x[L]. \g[L]. \mx[L]. \par[L].
             ordinal(L,x) & membership(L,x,mx) & pred_set(L,A,a,r,par) &
             order_isomorphism(L,par,r,x,mx,g),
        \<lambda>i a. \<exists>x \<in> Lset(i). \<exists>g \<in> Lset(i). \<exists>mx \<in> Lset(i). \<exists>par \<in> Lset(i).
             ordinal(##Lset(i),x) & membership(##Lset(i),x,mx) & pred_set(##Lset(i),A,a,r,par) &
             order_isomorphism(##Lset(i),par,r,x,mx,g)]"
by (intro FOL_reflections function_reflections fun_plus_reflections)

lemma obase_separation:
     \<comment> \<open>part of the order type formalization\<close>
     "[| L(A); L(r) |]
      ==> separation(L, \<lambda>a. \<exists>x[L]. \<exists>g[L]. \<exists>mx[L]. \<exists>par[L].
             ordinal(L,x) & membership(L,x,mx) & pred_set(L,A,a,r,par) &
             order_isomorphism(L,par,r,x,mx,g))"
apply (rule gen_separation_multi [OF obase_reflects, of "{A,r}"], auto)
apply (rule_tac env="[A,r]" in DPow_LsetI)
apply (rule ordinal_iff_sats sep_rules | simp)+
done


subsubsection\<open>Separation for a Theorem about \<^term>\<open>obase\<close>\<close>

lemma obase_equals_reflects:
  "REFLECTS[\x. x\A \ ~(\y[L]. \g[L].
                ordinal(L,y) & (\<exists>my[L]. \<exists>pxr[L].
                membership(L,y,my) & pred_set(L,A,x,r,pxr) &
                order_isomorphism(L,pxr,r,y,my,g))),
        \<lambda>i x. x\<in>A \<longrightarrow> ~(\<exists>y \<in> Lset(i). \<exists>g \<in> Lset(i).
                ordinal(##Lset(i),y) & (\<exists>my \<in> Lset(i). \<exists>pxr \<in> Lset(i).
                membership(##Lset(i),y,my) & pred_set(##Lset(i),A,x,r,pxr) &
                order_isomorphism(##Lset(i),pxr,r,y,my,g)))]"
by (intro FOL_reflections function_reflections fun_plus_reflections)

lemma obase_equals_separation:
     "[| L(A); L(r) |]
      ==> separation (L, \<lambda>x. x\<in>A \<longrightarrow> ~(\<exists>y[L]. \<exists>g[L].
                              ordinal(L,y) & (\<exists>my[L]. \<exists>pxr[L].
                              membership(L,y,my) & pred_set(L,A,x,r,pxr) &
                              order_isomorphism(L,pxr,r,y,my,g))))"
apply (rule gen_separation_multi [OF obase_equals_reflects, of "{A,r}"], auto)
apply (rule_tac env="[A,r]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules | simp)+
done


subsubsection\<open>Replacement for \<^term>\<open>omap\<close>\<close>

lemma omap_reflects:
 "REFLECTS[\z. \a[L]. a\B & (\x[L]. \g[L]. \mx[L]. \par[L].
     ordinal(L,x) & pair(L,a,x,z) & membership(L,x,mx) &
     pred_set(L,A,a,r,par) & order_isomorphism(L,par,r,x,mx,g)),
 \<lambda>i z. \<exists>a \<in> Lset(i). a\<in>B & (\<exists>x \<in> Lset(i). \<exists>g \<in> Lset(i). \<exists>mx \<in> Lset(i).
        \<exists>par \<in> Lset(i).
         ordinal(##Lset(i),x) & pair(##Lset(i),a,x,z) &
         membership(##Lset(i),x,mx) & pred_set(##Lset(i),A,a,r,par) &
         order_isomorphism(##Lset(i),par,r,x,mx,g))]"
by (intro FOL_reflections function_reflections fun_plus_reflections)

lemma omap_replacement:
     "[| L(A); L(r) |]
      ==> strong_replacement(L,
             \<lambda>a z. \<exists>x[L]. \<exists>g[L]. \<exists>mx[L]. \<exists>par[L].
             ordinal(L,x) & pair(L,a,x,z) & membership(L,x,mx) &
             pred_set(L,A,a,r,par) & order_isomorphism(L,par,r,x,mx,g))"
apply (rule strong_replacementI)
apply (rule_tac u="{A,r,B}" in gen_separation_multi [OF omap_reflects], auto)
apply (rule_tac env="[A,B,r]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules | simp)+
done



subsection\<open>Instantiating the locale \<open>M_ordertype\<close>\<close>
text\<open>Separation (and Strong Replacement) for basic set-theoretic constructions
such as intersection, Cartesian Product and image.\<close>

lemma M_ordertype_axioms_L: "M_ordertype_axioms(L)"
  apply (rule M_ordertype_axioms.intro)
       apply (assumption | rule well_ord_iso_separation
         obase_separation obase_equals_separation
         omap_replacement)+
  done

theorem M_ordertype_L: "M_ordertype(L)"
  apply (rule M_ordertype.intro)
   apply (rule M_basic_L)
  apply (rule M_ordertype_axioms_L) 
  done


subsection\<open>The Locale \<open>M_wfrank\<close>\<close>

subsubsection\<open>Separation for \<^term>\<open>wfrank\<close>\<close>

lemma wfrank_Reflects:
 "REFLECTS[\x. \rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \
              ~ (\<exists>f[L]. M_is_recfun(L, %x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f)),
      \<lambda>i x. \<forall>rplus \<in> Lset(i). tran_closure(##Lset(i),r,rplus) \<longrightarrow>
         ~ (\<exists>f \<in> Lset(i).
            M_is_recfun(##Lset(i), %x f y. is_range(##Lset(i),f,y),
                        rplus, x, f))]"
by (intro FOL_reflections function_reflections is_recfun_reflection tran_closure_reflection)

lemma wfrank_separation:
     "L(r) ==>
      separation (L, \<lambda>x. \<forall>rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \<longrightarrow>
         ~ (\<exists>f[L]. M_is_recfun(L, %x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f)))"
apply (rule gen_separation [OF wfrank_Reflects], simp)
apply (rule_tac env="[r]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules tran_closure_iff_sats is_recfun_iff_sats | simp)+
done


subsubsection\<open>Replacement for \<^term>\<open>wfrank\<close>\<close>

lemma wfrank_replacement_Reflects:
 "REFLECTS[\z. \x[L]. x \ A &
        (\<forall>rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \<longrightarrow>
         (\<exists>y[L]. \<exists>f[L]. pair(L,x,y,z)  &
                        M_is_recfun(L, %x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f) &
                        is_range(L,f,y))),
 \<lambda>i z. \<exists>x \<in> Lset(i). x \<in> A &
      (\<forall>rplus \<in> Lset(i). tran_closure(##Lset(i),r,rplus) \<longrightarrow>
       (\<exists>y \<in> Lset(i). \<exists>f \<in> Lset(i). pair(##Lset(i),x,y,z)  &
         M_is_recfun(##Lset(i), %x f y. is_range(##Lset(i),f,y), rplus, x, f) &
         is_range(##Lset(i),f,y)))]"
by (intro FOL_reflections function_reflections fun_plus_reflections
             is_recfun_reflection tran_closure_reflection)

lemma wfrank_strong_replacement:
     "L(r) ==>
      strong_replacement(L, \<lambda>x z.
         \<forall>rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \<longrightarrow>
         (\<exists>y[L]. \<exists>f[L]. pair(L,x,y,z)  &
                        M_is_recfun(L, %x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f) &
                        is_range(L,f,y)))"
apply (rule strong_replacementI)
apply (rule_tac u="{r,B}" 
         in gen_separation_multi [OF wfrank_replacement_Reflects], 
       auto)
apply (rule_tac env="[r,B]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules tran_closure_iff_sats is_recfun_iff_sats | simp)+
done


subsubsection\<open>Separation for Proving \<open>Ord_wfrank_range\<close>\<close>

lemma Ord_wfrank_Reflects:
 "REFLECTS[\x. \rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \
          ~ (\<forall>f[L]. \<forall>rangef[L].
             is_range(L,f,rangef) \<longrightarrow>
             M_is_recfun(L, \<lambda>x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f) \<longrightarrow>
             ordinal(L,rangef)),
      \<lambda>i x. \<forall>rplus \<in> Lset(i). tran_closure(##Lset(i),r,rplus) \<longrightarrow>
          ~ (\<forall>f \<in> Lset(i). \<forall>rangef \<in> Lset(i).
             is_range(##Lset(i),f,rangef) \<longrightarrow>
             M_is_recfun(##Lset(i), \<lambda>x f y. is_range(##Lset(i),f,y),
                         rplus, x, f) \<longrightarrow>
             ordinal(##Lset(i),rangef))]"
by (intro FOL_reflections function_reflections is_recfun_reflection
          tran_closure_reflection ordinal_reflection)

lemma  Ord_wfrank_separation:
     "L(r) ==>
      separation (L, \<lambda>x.
         \<forall>rplus[L]. tran_closure(L,r,rplus) \<longrightarrow>
          ~ (\<forall>f[L]. \<forall>rangef[L].
             is_range(L,f,rangef) \<longrightarrow>
             M_is_recfun(L, \<lambda>x f y. is_range(L,f,y), rplus, x, f) \<longrightarrow>
             ordinal(L,rangef)))"
apply (rule gen_separation [OF Ord_wfrank_Reflects], simp)
apply (rule_tac env="[r]" in DPow_LsetI)
apply (rule sep_rules tran_closure_iff_sats is_recfun_iff_sats | simp)+
done


subsubsection\<open>Instantiating the locale \<open>M_wfrank\<close>\<close>

lemma M_wfrank_axioms_L: "M_wfrank_axioms(L)"
  apply (rule M_wfrank_axioms.intro)
   apply (assumption | rule
     wfrank_separation wfrank_strong_replacement Ord_wfrank_separation)+
  done

theorem M_wfrank_L: "M_wfrank(L)"
  apply (rule M_wfrank.intro)
   apply (rule M_trancl_L)
  apply (rule M_wfrank_axioms_L) 
  done

lemmas exists_wfrank = M_wfrank.exists_wfrank [OF M_wfrank_L]
  and M_wellfoundedrank = M_wfrank.M_wellfoundedrank [OF M_wfrank_L]
  and Ord_wfrank_range = M_wfrank.Ord_wfrank_range [OF M_wfrank_L]
  and Ord_range_wellfoundedrank = M_wfrank.Ord_range_wellfoundedrank [OF M_wfrank_L]
  and function_wellfoundedrank = M_wfrank.function_wellfoundedrank [OF M_wfrank_L]
  and domain_wellfoundedrank = M_wfrank.domain_wellfoundedrank [OF M_wfrank_L]
  and wellfoundedrank_type = M_wfrank.wellfoundedrank_type [OF M_wfrank_L]
  and Ord_wellfoundedrank = M_wfrank.Ord_wellfoundedrank [OF M_wfrank_L]
  and wellfoundedrank_eq = M_wfrank.wellfoundedrank_eq [OF M_wfrank_L]
  and wellfoundedrank_lt = M_wfrank.wellfoundedrank_lt [OF M_wfrank_L]
  and wellfounded_imp_subset_rvimage = M_wfrank.wellfounded_imp_subset_rvimage [OF M_wfrank_L]
  and wellfounded_imp_wf = M_wfrank.wellfounded_imp_wf [OF M_wfrank_L]
  and wellfounded_on_imp_wf_on = M_wfrank.wellfounded_on_imp_wf_on [OF M_wfrank_L]
  and wf_abs = M_wfrank.wf_abs [OF M_wfrank_L]
  and wf_on_abs = M_wfrank.wf_on_abs [OF M_wfrank_L]

end

¤ Dauer der Verarbeitung: 0.3 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤





Download des
Quellennavigators
Download des
sprechenden Kalenders

in der Quellcodebibliothek suchen




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.


Bot Zugriff