~ubuntu-branches/ubuntu/wily/coq-doc/wily

« back to all changes in this revision

Viewing changes to theories/Numbers/Integer/Abstract/ZAdd.v

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Stéphane Glondu, Stéphane Glondu, Samuel Mimram
  • Date: 2010-01-07 22:50:39 UTC
  • mfrom: (1.2.2 upstream)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20100107225039-n3cq82589u0qt0s2
Tags: 8.2pl1-1
[ Stéphane Glondu ]
* New upstream release (Closes: #563669)
  - remove patches
* Packaging overhaul:
  - use git, advertise it in Vcs-* fields of debian/control
  - use debhelper 7 and dh with override
  - use source format 3.0 (quilt)
* debian/control:
  - set Maintainer to d-o-m, set Uploaders to Sam and myself
  - add Homepage field
  - bump Standards-Version to 3.8.3
* Register PDF documentation into doc-base
* Add debian/watch
* Update debian/copyright

[ Samuel Mimram ]
* Change coq-doc's description to mention that it provides documentation in
  pdf format, not postscript, closes: #543545.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
(************************************************************************)
 
2
(*  v      *   The Coq Proof Assistant  /  The Coq Development Team     *)
 
3
(* <O___,, * CNRS-Ecole Polytechnique-INRIA Futurs-Universite Paris Sud *)
 
4
(*   \VV/  **************************************************************)
 
5
(*    //   *      This file is distributed under the terms of the       *)
 
6
(*         *       GNU Lesser General Public License Version 2.1        *)
 
7
(************************************************************************)
 
8
(*                      Evgeny Makarov, INRIA, 2007                     *)
 
9
(************************************************************************)
 
10
 
 
11
(*i $Id: ZAdd.v 11040 2008-06-03 00:04:16Z letouzey $ i*)
 
12
 
 
13
Require Export ZBase.
 
14
 
 
15
Module ZAddPropFunct (Import ZAxiomsMod : ZAxiomsSig).
 
16
Module Export ZBasePropMod := ZBasePropFunct ZAxiomsMod.
 
17
Open Local Scope IntScope.
 
18
 
 
19
Theorem Zadd_wd :
 
20
  forall n1 n2 : Z, n1 == n2 -> forall m1 m2 : Z, m1 == m2 -> n1 + m1 == n2 + m2.
 
21
Proof NZadd_wd.
 
22
 
 
23
Theorem Zadd_0_l : forall n : Z, 0 + n == n.
 
24
Proof NZadd_0_l.
 
25
 
 
26
Theorem Zadd_succ_l : forall n m : Z, (S n) + m == S (n + m).
 
27
Proof NZadd_succ_l.
 
28
 
 
29
Theorem Zsub_0_r : forall n : Z, n - 0 == n.
 
30
Proof NZsub_0_r.
 
31
 
 
32
Theorem Zsub_succ_r : forall n m : Z, n - (S m) == P (n - m).
 
33
Proof NZsub_succ_r.
 
34
 
 
35
Theorem Zopp_0 : - 0 == 0.
 
36
Proof Zopp_0.
 
37
 
 
38
Theorem Zopp_succ : forall n : Z, - (S n) == P (- n).
 
39
Proof Zopp_succ.
 
40
 
 
41
(* Theorems that are valid for both natural numbers and integers *)
 
42
 
 
43
Theorem Zadd_0_r : forall n : Z, n + 0 == n.
 
44
Proof NZadd_0_r.
 
45
 
 
46
Theorem Zadd_succ_r : forall n m : Z, n + S m == S (n + m).
 
47
Proof NZadd_succ_r.
 
48
 
 
49
Theorem Zadd_comm : forall n m : Z, n + m == m + n.
 
50
Proof NZadd_comm.
 
51
 
 
52
Theorem Zadd_assoc : forall n m p : Z, n + (m + p) == (n + m) + p.
 
53
Proof NZadd_assoc.
 
54
 
 
55
Theorem Zadd_shuffle1 : forall n m p q : Z, (n + m) + (p + q) == (n + p) + (m + q).
 
56
Proof NZadd_shuffle1.
 
57
 
 
58
Theorem Zadd_shuffle2 : forall n m p q : Z, (n + m) + (p + q) == (n + q) + (m + p).
 
59
Proof NZadd_shuffle2.
 
60
 
 
61
Theorem Zadd_1_l : forall n : Z, 1 + n == S n.
 
62
Proof NZadd_1_l.
 
63
 
 
64
Theorem Zadd_1_r : forall n : Z, n + 1 == S n.
 
65
Proof NZadd_1_r.
 
66
 
 
67
Theorem Zadd_cancel_l : forall n m p : Z, p + n == p + m <-> n == m.
 
68
Proof NZadd_cancel_l.
 
69
 
 
70
Theorem Zadd_cancel_r : forall n m p : Z, n + p == m + p <-> n == m.
 
71
Proof NZadd_cancel_r.
 
72
 
 
73
(* Theorems that are either not valid on N or have different proofs on N and Z *)
 
74
 
 
75
Theorem Zadd_pred_l : forall n m : Z, P n + m == P (n + m).
 
76
Proof.
 
77
intros n m.
 
78
rewrite <- (Zsucc_pred n) at 2.
 
79
rewrite Zadd_succ_l. now rewrite Zpred_succ.
 
80
Qed.
 
81
 
 
82
Theorem Zadd_pred_r : forall n m : Z, n + P m == P (n + m).
 
83
Proof.
 
84
intros n m; rewrite (Zadd_comm n (P m)), (Zadd_comm n m);
 
85
apply Zadd_pred_l.
 
86
Qed.
 
87
 
 
88
Theorem Zadd_opp_r : forall n m : Z, n + (- m) == n - m.
 
89
Proof.
 
90
NZinduct m.
 
91
rewrite Zopp_0; rewrite Zsub_0_r; now rewrite Zadd_0_r.
 
92
intro m. rewrite Zopp_succ, Zsub_succ_r, Zadd_pred_r; now rewrite Zpred_inj_wd.
 
93
Qed.
 
94
 
 
95
Theorem Zsub_0_l : forall n : Z, 0 - n == - n.
 
96
Proof.
 
97
intro n; rewrite <- Zadd_opp_r; now rewrite Zadd_0_l.
 
98
Qed.
 
99
 
 
100
Theorem Zsub_succ_l : forall n m : Z, S n - m == S (n - m).
 
101
Proof.
 
102
intros n m; do 2 rewrite <- Zadd_opp_r; now rewrite Zadd_succ_l.
 
103
Qed.
 
104
 
 
105
Theorem Zsub_pred_l : forall n m : Z, P n - m == P (n - m).
 
106
Proof.
 
107
intros n m. rewrite <- (Zsucc_pred n) at 2.
 
108
rewrite Zsub_succ_l; now rewrite Zpred_succ.
 
109
Qed.
 
110
 
 
111
Theorem Zsub_pred_r : forall n m : Z, n - (P m) == S (n - m).
 
112
Proof.
 
113
intros n m. rewrite <- (Zsucc_pred m) at 2.
 
114
rewrite Zsub_succ_r; now rewrite Zsucc_pred.
 
115
Qed.
 
116
 
 
117
Theorem Zopp_pred : forall n : Z, - (P n) == S (- n).
 
118
Proof.
 
119
intro n. rewrite <- (Zsucc_pred n) at 2.
 
120
rewrite Zopp_succ. now rewrite Zsucc_pred.
 
121
Qed.
 
122
 
 
123
Theorem Zsub_diag : forall n : Z, n - n == 0.
 
124
Proof.
 
125
NZinduct n.
 
126
now rewrite Zsub_0_r.
 
127
intro n. rewrite Zsub_succ_r, Zsub_succ_l; now rewrite Zpred_succ.
 
128
Qed.
 
129
 
 
130
Theorem Zadd_opp_diag_l : forall n : Z, - n + n == 0.
 
131
Proof.
 
132
intro n; now rewrite Zadd_comm, Zadd_opp_r, Zsub_diag.
 
133
Qed.
 
134
 
 
135
Theorem Zadd_opp_diag_r : forall n : Z, n + (- n) == 0.
 
136
Proof.
 
137
intro n; rewrite Zadd_comm; apply Zadd_opp_diag_l.
 
138
Qed.
 
139
 
 
140
Theorem Zadd_opp_l : forall n m : Z, - m + n == n - m.
 
141
Proof.
 
142
intros n m; rewrite <- Zadd_opp_r; now rewrite Zadd_comm.
 
143
Qed.
 
144
 
 
145
Theorem Zadd_sub_assoc : forall n m p : Z, n + (m - p) == (n + m) - p.
 
146
Proof.
 
147
intros n m p; do 2 rewrite <- Zadd_opp_r; now rewrite Zadd_assoc.
 
148
Qed.
 
149
 
 
150
Theorem Zopp_involutive : forall n : Z, - (- n) == n.
 
151
Proof.
 
152
NZinduct n.
 
153
now do 2 rewrite Zopp_0.
 
154
intro n. rewrite Zopp_succ, Zopp_pred; now rewrite Zsucc_inj_wd.
 
155
Qed.
 
156
 
 
157
Theorem Zopp_add_distr : forall n m : Z, - (n + m) == - n + (- m).
 
158
Proof.
 
159
intros n m; NZinduct n.
 
160
rewrite Zopp_0; now do 2 rewrite Zadd_0_l.
 
161
intro n. rewrite Zadd_succ_l; do 2 rewrite Zopp_succ; rewrite Zadd_pred_l.
 
162
now rewrite Zpred_inj_wd.
 
163
Qed.
 
164
 
 
165
Theorem Zopp_sub_distr : forall n m : Z, - (n - m) == - n + m.
 
166
Proof.
 
167
intros n m; rewrite <- Zadd_opp_r, Zopp_add_distr.
 
168
now rewrite Zopp_involutive.
 
169
Qed.
 
170
 
 
171
Theorem Zopp_inj : forall n m : Z, - n == - m -> n == m.
 
172
Proof.
 
173
intros n m H. apply Zopp_wd in H. now do 2 rewrite Zopp_involutive in H.
 
174
Qed.
 
175
 
 
176
Theorem Zopp_inj_wd : forall n m : Z, - n == - m <-> n == m.
 
177
Proof.
 
178
intros n m; split; [apply Zopp_inj | apply Zopp_wd].
 
179
Qed.
 
180
 
 
181
Theorem Zeq_opp_l : forall n m : Z, - n == m <-> n == - m.
 
182
Proof.
 
183
intros n m. now rewrite <- (Zopp_inj_wd (- n) m), Zopp_involutive.
 
184
Qed.
 
185
 
 
186
Theorem Zeq_opp_r : forall n m : Z, n == - m <-> - n == m.
 
187
Proof.
 
188
symmetry; apply Zeq_opp_l.
 
189
Qed.
 
190
 
 
191
Theorem Zsub_add_distr : forall n m p : Z, n - (m + p) == (n - m) - p.
 
192
Proof.
 
193
intros n m p; rewrite <- Zadd_opp_r, Zopp_add_distr, Zadd_assoc.
 
194
now do 2 rewrite Zadd_opp_r.
 
195
Qed.
 
196
 
 
197
Theorem Zsub_sub_distr : forall n m p : Z, n - (m - p) == (n - m) + p.
 
198
Proof.
 
199
intros n m p; rewrite <- Zadd_opp_r, Zopp_sub_distr, Zadd_assoc.
 
200
now rewrite Zadd_opp_r.
 
201
Qed.
 
202
 
 
203
Theorem sub_opp_l : forall n m : Z, - n - m == - m - n.
 
204
Proof.
 
205
intros n m. do 2 rewrite <- Zadd_opp_r. now rewrite Zadd_comm.
 
206
Qed.
 
207
 
 
208
Theorem Zsub_opp_r : forall n m : Z, n - (- m) == n + m.
 
209
Proof.
 
210
intros n m; rewrite <- Zadd_opp_r; now rewrite Zopp_involutive.
 
211
Qed.
 
212
 
 
213
Theorem Zadd_sub_swap : forall n m p : Z, n + m - p == n - p + m.
 
214
Proof.
 
215
intros n m p. rewrite <- Zadd_sub_assoc, <- (Zadd_opp_r n p), <- Zadd_assoc.
 
216
now rewrite Zadd_opp_l.
 
217
Qed.
 
218
 
 
219
Theorem Zsub_cancel_l : forall n m p : Z, n - m == n - p <-> m == p.
 
220
Proof.
 
221
intros n m p. rewrite <- (Zadd_cancel_l (n - m) (n - p) (- n)).
 
222
do 2 rewrite Zadd_sub_assoc. rewrite Zadd_opp_diag_l; do 2 rewrite Zsub_0_l.
 
223
apply Zopp_inj_wd.
 
224
Qed.
 
225
 
 
226
Theorem Zsub_cancel_r : forall n m p : Z, n - p == m - p <-> n == m.
 
227
Proof.
 
228
intros n m p.
 
229
stepl (n - p + p == m - p + p) by apply Zadd_cancel_r.
 
230
now do 2 rewrite <- Zsub_sub_distr, Zsub_diag, Zsub_0_r.
 
231
Qed.
 
232
 
 
233
(* The next several theorems are devoted to moving terms from one side of
 
234
an equation to the other. The name contains the operation in the original
 
235
equation (add or sub) and the indication whether the left or right term
 
236
is moved. *)
 
237
 
 
238
Theorem Zadd_move_l : forall n m p : Z, n + m == p <-> m == p - n.
 
239
Proof.
 
240
intros n m p.
 
241
stepl (n + m - n == p - n) by apply Zsub_cancel_r.
 
242
now rewrite Zadd_comm, <- Zadd_sub_assoc, Zsub_diag, Zadd_0_r.
 
243
Qed.
 
244
 
 
245
Theorem Zadd_move_r : forall n m p : Z, n + m == p <-> n == p - m.
 
246
Proof.
 
247
intros n m p; rewrite Zadd_comm; now apply Zadd_move_l.
 
248
Qed.
 
249
 
 
250
(* The two theorems above do not allow rewriting subformulas of the form
 
251
n - m == p to n == p + m since subtraction is in the right-hand side of
 
252
the equation. Hence the following two theorems. *)
 
253
 
 
254
Theorem Zsub_move_l : forall n m p : Z, n - m == p <-> - m == p - n.
 
255
Proof.
 
256
intros n m p; rewrite <- (Zadd_opp_r n m); apply Zadd_move_l.
 
257
Qed.
 
258
 
 
259
Theorem Zsub_move_r : forall n m p : Z, n - m == p <-> n == p + m.
 
260
Proof.
 
261
intros n m p; rewrite <- (Zadd_opp_r n m). now rewrite Zadd_move_r, Zsub_opp_r.
 
262
Qed.
 
263
 
 
264
Theorem Zadd_move_0_l : forall n m : Z, n + m == 0 <-> m == - n.
 
265
Proof.
 
266
intros n m; now rewrite Zadd_move_l, Zsub_0_l.
 
267
Qed.
 
268
 
 
269
Theorem Zadd_move_0_r : forall n m : Z, n + m == 0 <-> n == - m.
 
270
Proof.
 
271
intros n m; now rewrite Zadd_move_r, Zsub_0_l.
 
272
Qed.
 
273
 
 
274
Theorem Zsub_move_0_l : forall n m : Z, n - m == 0 <-> - m == - n.
 
275
Proof.
 
276
intros n m. now rewrite Zsub_move_l, Zsub_0_l.
 
277
Qed.
 
278
 
 
279
Theorem Zsub_move_0_r : forall n m : Z, n - m == 0 <-> n == m.
 
280
Proof.
 
281
intros n m. now rewrite Zsub_move_r, Zadd_0_l.
 
282
Qed.
 
283
 
 
284
(* The following section is devoted to cancellation of like terms. The name
 
285
includes the first operator and the position of the term being canceled. *)
 
286
 
 
287
Theorem Zadd_simpl_l : forall n m : Z, n + m - n == m.
 
288
Proof.
 
289
intros; now rewrite Zadd_sub_swap, Zsub_diag, Zadd_0_l.
 
290
Qed.
 
291
 
 
292
Theorem Zadd_simpl_r : forall n m : Z, n + m - m == n.
 
293
Proof.
 
294
intros; now rewrite <- Zadd_sub_assoc, Zsub_diag, Zadd_0_r.
 
295
Qed.
 
296
 
 
297
Theorem Zsub_simpl_l : forall n m : Z, - n - m + n == - m.
 
298
Proof.
 
299
intros; now rewrite <- Zadd_sub_swap, Zadd_opp_diag_l, Zsub_0_l.
 
300
Qed.
 
301
 
 
302
Theorem Zsub_simpl_r : forall n m : Z, n - m + m == n.
 
303
Proof.
 
304
intros; now rewrite <- Zsub_sub_distr, Zsub_diag, Zsub_0_r.
 
305
Qed.
 
306
 
 
307
(* Now we have two sums or differences; the name includes the two operators
 
308
and the position of the terms being canceled *)
 
309
 
 
310
Theorem Zadd_add_simpl_l_l : forall n m p : Z, (n + m) - (n + p) == m - p.
 
311
Proof.
 
312
intros n m p. now rewrite (Zadd_comm n m), <- Zadd_sub_assoc,
 
313
Zsub_add_distr, Zsub_diag, Zsub_0_l, Zadd_opp_r.
 
314
Qed.
 
315
 
 
316
Theorem Zadd_add_simpl_l_r : forall n m p : Z, (n + m) - (p + n) == m - p.
 
317
Proof.
 
318
intros n m p. rewrite (Zadd_comm p n); apply Zadd_add_simpl_l_l.
 
319
Qed.
 
320
 
 
321
Theorem Zadd_add_simpl_r_l : forall n m p : Z, (n + m) - (m + p) == n - p.
 
322
Proof.
 
323
intros n m p. rewrite (Zadd_comm n m); apply Zadd_add_simpl_l_l.
 
324
Qed.
 
325
 
 
326
Theorem Zadd_add_simpl_r_r : forall n m p : Z, (n + m) - (p + m) == n - p.
 
327
Proof.
 
328
intros n m p. rewrite (Zadd_comm p m); apply Zadd_add_simpl_r_l.
 
329
Qed.
 
330
 
 
331
Theorem Zsub_add_simpl_r_l : forall n m p : Z, (n - m) + (m + p) == n + p.
 
332
Proof.
 
333
intros n m p. now rewrite <- Zsub_sub_distr, Zsub_add_distr, Zsub_diag,
 
334
Zsub_0_l, Zsub_opp_r.
 
335
Qed.
 
336
 
 
337
Theorem Zsub_add_simpl_r_r : forall n m p : Z, (n - m) + (p + m) == n + p.
 
338
Proof.
 
339
intros n m p. rewrite (Zadd_comm p m); apply Zsub_add_simpl_r_l.
 
340
Qed.
 
341
 
 
342
(* Of course, there are many other variants *)
 
343
 
 
344
End ZAddPropFunct.
 
345