Jalonso en 18:16 15 jul 2018

2018-07-15T18:16:18Z

Jalonso en 21:43 1 mar 2011

2011-03-01T21:43:01Z

Jalonso: Página creada con ' header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle } theory Tema_2 imports Main Efficient_Nat begin text { En este tema se demuestra con Isabelle las propiedades...'

2011-03-01T21:42:24Z

Página creada con '<source> header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *} theory Tema_2 imports Main Efficient_Nat begin text {* En este tema se demuestra con Isabelle las propiedades...'

Página nueva

<source>
header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *}

theory Tema_2
imports Main Efficient_Nat
begin

text {*
En este tema se demuestra con Isabelle las propiedades de los
programas funcionales como se expone en el tema 8 del curso
"Informática" que puede leerse en
http://www.cs.us.es/~jalonso/cursos/i1m/temas/tema-8t.pdf
*}

text {* ----------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Definir, por recursión, la función
longitud :: "'a list ⇒ nat" where
tal que (longitud xs) es la longitud de la listas xs. Por ejemplo,
longitud [4,2,5] = 3
------------------------------------------------------------------- *}

fun longitud :: "'a list ⇒ nat" where
"longitud [] = 0"
| "longitud (x#xs) = 1 + longitud xs"

value "longitud [4,2,5]" -- "= 3"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Demostrar que
longitud [4,2,5] = 3
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "longitud [4,2,5] = 3"
by simp

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Definir la función
fun intercambia :: "'a × 'b ⇒ 'b × 'a"
tal que (intercambia p) es el par obtenido intercambiando las
componentes del par p. Por ejemplo,
"intercambia (2,3) = (3,2)
------------------------------------------------------------------ *}

fun intercambia :: "'a × 'b ⇒ 'b × 'a" where
"intercambia (x,y) = (y,x)"

value "intercambia (2,3)" -- "= (3,2)"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Demostrar que
intercambia (intercambia (x,y)) = (x,y)
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "intercambia (intercambia (x,y)) = (x,y)"
by simp

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Definir, por recursión, la función
inversa :: "'a list ⇒ 'a list"
tal que (inversa xs) es la lista obtenida invirtiendo el orden de los
elementos de xs. Por ejemplo,
inversa [3,2,5] = [5,2,3]
------------------------------------------------------------------ *}

fun inversa :: "'a list ⇒ 'a list" where
"inversa [] = []"
| "inversa (x#xs) = inversa xs @ [x]"

value "inversa [3,2,5]" -- "= [5,2,3]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Demostrar que
inversa [x] = [x]
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "inversa [x] = [x]"
by simp

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Definir la función
repite :: "nat ⇒ 'a ⇒ 'a list" where
tal que . Por ejemplo,
repite 3 5 = [5,5,5]
------------------------------------------------------------------ *}

fun repite :: "nat ⇒ 'a ⇒ 'a list" where
"repite 0 x = []"
| "repite (Suc n) x = x # (repite n x)"

value "repite 3 5" -- "= [5,5,5]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Demostrar que
longitud (repite n x) = n
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "longitud (repite n x) = n"
by (induct n) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Definir la función
fun conc :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list"
tal que . Por ejemplo,
conc [2,3] [4,3,5] = [2,3,4,3,5]
------------------------------------------------------------------ *}

fun conc :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
"conc [] ys = ys"
| "conc (x#xs) ys = x # (conc xs ys)"

value "conc [2,3] [4,3,5]" -- "= [2,3,4,3,5]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Demostrar que
conc xs (conc ys zs) = (conc xs ys) zs
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "conc xs (conc ys zs) = conc (conc xs ys) zs"
by (induct xs) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Refutar que
conc xs ys = conc ys xs
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "conc xs ys = conc ys xs"
quickcheck
oops

text {* Encuentra el contraejemplo,
xs = [a\<^isub>2]
ys = [a\<^isub>1] *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Demostrar que
conc xs [] = xs
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "conc xs [] = xs"
by (induct xs) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Demostrar que
longitud (conc xs ys) = longitud xs + longitud ys
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "longitud (conc xs ys) = longitud xs + longitud ys"
by (induct xs) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Definir la función
coge :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list"
tal que (coge n xs) es la lista de los n primeros elementos de xs. Por
ejemplo,
coge 2 [3,7,5,4] = [3,7]
------------------------------------------------------------------ *}

fun coge :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
"coge n [] = []"
| "coge 0 xs = []"
| "coge (Suc n) (x#xs) = x # (coge n xs)"

value "coge 2 [3,7,5,4]" -- "= [3,7]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Definir la función
elimina :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list"
tal que (coge n xs) es la lista de los n primeros elementos de xs. Por
ejemplo,
elimina 2 [3,7,5,4] = [5,4]
------------------------------------------------------------------ *}

fun elimina :: "nat ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
"elimina n [] = []"
| "elimina 0 xs = xs"
| "elimina (Suc n) (x#xs) = elimina n xs"

value "elimina 2 [3,7,5,4]" -- "= [5,4]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Demostrar que
conc (coge n xs) (elimina n xs) = xs
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "conc (coge n xs) (elimina n xs) = xs"
by (induct rule: coge.induct) auto

text {* coge.induct es el esquema de inducción asociado a la definición
de la función coge. Puede verse como sigue: *}

thm coge.induct

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Definir la función
esVacia :: "'a list ⇒ bool"
tal que (esVacia xs) se verifica si xs es la lista vacía. Por ejemplo,
esVacia [] = True
esVacia [1] = False
------------------------------------------------------------------ *}

fun esVacia :: "'a list ⇒ bool" where
"esVacia [] = True"
| "esVacia (x#xs) = False"

value "esVacia []" -- "= True"
value "esVacia [1]" -- "= False"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 18. Demostrar que
esVacia xs = esVacia (conc xs xs)
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "esVacia xs = esVacia (conc xs xs)"
by (induct xs) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 19. Definir la función
inversaAc :: "'a list ⇒ 'a list"
tal que (inversaAc xs) es a inversa de xs calculada usando
acumuladores. Por ejemplo,
inversaAc [3,2,5] = [5,2,3]
------------------------------------------------------------------ *}

fun inversaAcAux :: "'a list ⇒ 'a list ⇒ 'a list" where
"inversaAcAux [] ys = ys"
| "inversaAcAux (x#xs) ys = inversaAcAux xs (x#ys)"

fun inversaAc :: "'a list ⇒ 'a list" where
"inversaAc xs = inversaAcAux xs []"

value "inversaAc [3,2,5]" -- "= [5,2,3]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 20. Demostrar que
inversaAcAux xs ys = (inversa xs)@ys
------------------------------------------------------------------- *}

lemma inversaAcAux_es_inversa:
"inversaAcAux xs ys = (inversa xs)@ys"
by (induct xs arbitrary: ys) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 21. Demostrar que
inversaAc xs = inversa xs
------------------------------------------------------------------- *}

corollary "inversaAc xs = inversa xs"
by (simp add: inversaAcAux_es_inversa)

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 22. Definir la función
sum :: "int list ⇒ int"
tal que (sum xs) es la suma de los elementos de xs. Por ejemplo,
sum [3,2,5] = 10
------------------------------------------------------------------ *}

fun sum :: "int list ⇒ int" where
"sum [] = 0"
| "sum (x#xs) = x + sum xs"

value "sum [3,2,5]" -- "= 10"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 23. Definir la función
map :: ('a ⇒ 'b) ⇒ 'a list ⇒ 'b list
tal que (map f xs) es la lista obtenida aplicando la función f a los
elementos de xs. Por ejemplo,
map (λx. 2*x) [3,2,5] = [6,4,10]
------------------------------------------------------------------ *}

fun map :: "('a ⇒ 'b) ⇒ 'a list ⇒ 'b list" where
"map f [] = []"
| "map f (x#xs) = (f x) # map f xs"

value "map (λx. 2*x) [3::int,2,5]" -- "= [6,4,10]"

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Demostrar que
sum (map (λx. 2*x) xs) = 2 * (sum xs)
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "sum (map (λx. 2*x) xs) = 2 * (sum xs)"
by (induct xs) auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Demostrar que
longitud (map f xs) = longitud xs
------------------------------------------------------------------- *}

lemma "longitud (map f xs) = longitud xs"
by (induct xs) auto

end
</source>

← Revisión anterior		Revisión del 18:16 15 jul 2018
Línea 1:		Línea 1:
−	<source lang="~~isar~~">	+	<source lang="isabelle">
	header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *}		header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *}

← Revisión anterior		Revisión del 21:43 1 mar 2011
Línea 1:		Línea 1:
−	<source>	+	<source lang="isar">
	header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *}		header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *}

Tema 2: Razonamiento sobre programas - Historial de revisiones

Jalonso en 18:16 15 jul 2018

Jalonso en 21:43 1 mar 2011

Jalonso: Página creada con ' header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle *} theory Tema_2 imports Main Efficient_Nat begin text {* En este tema se demuestra con Isabelle las propiedades...'

Jalonso: Página creada con ' header {* Razonamiento sobre programas en Isabelle } theory Tema_2 imports Main Efficient_Nat begin text { En este tema se demuestra con Isabelle las propiedades...'