Acciones

Diferencia entre revisiones de «Relación 1»

De Demostración automática de teoremas (2014-15)

(hasta el 45)
Línea 51: Línea 51:
 
   ------------------------------------------------------------------ *}
 
   ------------------------------------------------------------------ *}
 
   
 
   
 +
 +
 
lemma ejercicio_1:
 
lemma ejercicio_1:
 
   assumes 1:"p ⟶ q" and   
 
   assumes 1:"p ⟶ q" and   
 
           2:"p"
 
           2:"p"
 
   shows "q"
 
   shows "q"
 +
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 +
 
proof -
 
proof -
 
   show 3: "q" using 1 2 by (rule mp)
 
   show 3: "q" using 1 2 by (rule mp)
Línea 69: Línea 75:
 
           3:"p"  
 
           3:"p"  
 
   shows "r"
 
   shows "r"
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 
  proof -
 
  proof -
 
   have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
 
   have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
Línea 84: Línea 92:
 
           3:"p"
 
           3:"p"
 
   shows "r"
 
   shows "r"
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
   have 4:"q ⟶ r" using 1 3 by (rule mp)
 
   have 4:"q ⟶ r" using 1 3 by (rule mp)
Línea 98: Línea 108:
 
   shows "p ⟶ r"
 
   shows "p ⟶ r"
  
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
   {assume 3:"p"
 
   {assume 3:"p"
Línea 113: Línea 125:
 
   shows  "q ⟶ (p ⟶ r)"
 
   shows  "q ⟶ (p ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
   {assume 2: q
 
   {assume 2: q
Línea 131: Línea 144:
 
   shows  "(p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)"
 
   shows  "(p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 2:"p ⟶ q"
 
{assume 2:"p ⟶ q"
Línea 150: Línea 164:
 
   shows  "q ⟶ p"
 
   shows  "q ⟶ p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 2:q
 
{assume 2:q
Línea 169: Línea 184:
 
   "p ⟶ (q ⟶ p)"
 
   "p ⟶ (q ⟶ p)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: p
 
{assume 1: p
Línea 190: Línea 206:
 
   shows  "(q ⟶ r) ⟶ (p ⟶ r)"
 
   shows  "(q ⟶ r) ⟶ (p ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 2:"q⟶r"
 
{assume 2:"q⟶r"
Línea 206: Línea 223:
 
   shows  "r ⟶ (q ⟶ (p ⟶ s))"
 
   shows  "r ⟶ (q ⟶ (p ⟶ s))"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 2: r
 
{assume 2: r
Línea 230: Línea 248:
 
   "(p ⟶ (q ⟶ r)) ⟶ ((p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r))"
 
   "(p ⟶ (q ⟶ r)) ⟶ ((p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r))"
  
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
  
Línea 248: Línea 268:
 
   shows  "p ⟶ (q ⟶ r)"
 
   shows  "p ⟶ (q ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 2:p
 
{assume 2:p
Línea 271: Línea 292:
 
   shows "p ∧ q"
 
   shows "p ∧ q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show "p ∧ q" using 1 2 by (rule conjI)
 
show "p ∧ q" using 1 2 by (rule conjI)
Línea 284: Línea 306:
 
   shows  "p"
 
   shows  "p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -  
 
proof -  
 
show p using assms(1) by (rule conjunct1)
 
show p using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 297: Línea 320:
 
   shows  "q"
 
   shows  "q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show q using assms(1) by (rule conjunct2)
 
show q using assms(1) by (rule conjunct2)
Línea 310: Línea 334:
 
   shows  "(p ∧ q) ∧ r"
 
   shows  "(p ∧ q) ∧ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 328: Línea 353:
 
   shows  "p ∧ (q ∧ r)"
 
   shows  "p ∧ (q ∧ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: "p & q" using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: "p & q" using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 346: Línea 372:
 
   shows  "p ⟶ q"
 
   shows  "p ⟶ q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: p
 
{assume 1: p
Línea 361: Línea 388:
 
   shows  "p ⟶ q ∧ r"
 
   shows  "p ⟶ q ∧ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: "p⟶q" using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: "p⟶q" using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 383: Línea 411:
 
   shows  "(p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)"
 
   shows  "(p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1:p
 
{assume 1:p
Línea 406: Línea 435:
 
   shows  "p ∧ q ⟶ r"
 
   shows  "p ∧ q ⟶ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
  
Línea 426: Línea 456:
 
   shows  "p ⟶ (q ⟶ r)"
 
   shows  "p ⟶ (q ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{ assume 1: p
 
{ assume 1: p
Línea 447: Línea 478:
 
   shows  "p ∧ q ⟶ r"
 
   shows  "p ∧ q ⟶ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: "p & q"
 
{assume 1: "p & q"
Línea 464: Línea 496:
 
   shows  "(p ⟶ q) ⟶ r"
 
   shows  "(p ⟶ q) ⟶ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
  
Línea 486: Línea 519:
 
   shows  "p ∨ q"
 
   shows  "p ∨ q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI1)
 
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI1)
Línea 499: Línea 533:
 
   shows  "p ∨ q"
 
   shows  "p ∨ q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI2)
 
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI2)
Línea 514: Línea 549:
 
   shows  "q ∨ p"
 
   shows  "q ∨ p"
  
 +
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 534: Línea 571:
 
   shows  "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
 
   shows  "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: "p | q"
 
{assume 1: "p | q"
Línea 557: Línea 595:
 
   shows  "p"
 
   shows  "p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 572: Línea 611:
 
   shows  "p ∨ p"
 
   shows  "p ∨ p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show "p | p" using assms(1) by (rule disjI1)
 
show "p | p" using assms(1) by (rule disjI1)
Línea 585: Línea 625:
 
   shows  "(p ∨ q) ∨ r"
 
   shows  "(p ∨ q) ∨ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 615: Línea 656:
 
   shows  "p ∨ (q ∨ r)"
 
   shows  "p ∨ (q ∨ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 646: Línea 688:
 
   shows  "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)"
 
   shows  "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 670: Línea 713:
 
   shows  "p ∧ (q ∨ r)"
 
   shows  "p ∧ (q ∨ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 695: Línea 739:
 
   shows  "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)"
 
   shows  "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 719: Línea 764:
 
   shows  "p ∨ (q ∧ r)"
 
   shows  "p ∨ (q ∧ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: "p | q" using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: "p | q" using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 751: Línea 797:
 
   shows  "p ∨ q ⟶ r"
 
   shows  "p ∨ q ⟶ r"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
have 1: "p ⟶ r" using assms(1) by (rule conjunct1)
 
have 1: "p ⟶ r" using assms(1) by (rule conjunct1)
Línea 776: Línea 823:
 
   shows  "(p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)"
 
   shows  "(p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume p  
 
{assume p  
Línea 802: Línea 850:
 
   shows  "¬¬p"
 
   shows  "¬¬p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
show  "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
 
show  "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
Línea 815: Línea 864:
 
   shows  "p ⟶ q"
 
   shows  "p ⟶ q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: p
 
{assume 1: p
Línea 830: Línea 880:
 
   shows  "¬q ⟶ ¬p"
 
   shows  "¬q ⟶ ¬p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof -
 
proof -
 
{assume 1: "~q"
 
{assume 1: "~q"
Línea 846: Línea 897:
 
   shows  "p"
 
   shows  "p"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 866: Línea 918:
 
   shows  "q"
 
   shows  "q"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
using assms(1)
 
using assms(1)
 
proof (rule disjE)
 
proof (rule disjE)
Línea 884: Línea 937:
 
   shows  "¬(¬p ∧ ¬q)"
 
   shows  "¬(¬p ∧ ¬q)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof (rule notI)
 
proof (rule notI)
 
assume 1:"¬p ∧ ¬q"  
 
assume 1:"¬p ∧ ¬q"  
Línea 907: Línea 961:
 
   shows  "¬(¬p ∨ ¬q)"
 
   shows  "¬(¬p ∨ ¬q)"
  
 +
-- Solución M.Cumplido
 
proof (rule notI)
 
proof (rule notI)
 
assume 1: "¬p ∨ ¬q"
 
assume 1: "¬p ∨ ¬q"

Revisión del 16:50 4 mar 2015

header {* R1: Deducción natural proposicional *}

theory Rel_1
imports Main 
begin

text {*
  --------------------------------------------------------------------- 
  El objetivo de esta relación es demostrar cada uno de los ejercicios
  usando sólo las reglas básicas de deducción natural de la lógica
  proposicional (sin usar el método auto).

  Las reglas básicas de la deducción natural son las siguientes:
  · conjI:      ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
  · conjunct1:  P ∧ Q ⟹ P
  · conjunct2:  P ∧ Q ⟹ Q  
  · notnotD:    ¬¬ P ⟹ P
  · notnotI:    P ⟹ ¬¬ P
  · mp:         ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q 
  · mt:         ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F 
  · impI:       (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
  · disjI1:     P ⟹ P ∨ Q
  · disjI2:     Q ⟹ P ∨ Q
  · disjE:      ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R 
  · FalseE:     False ⟹ P
  · notE:       ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
  · notI:       (P ⟹ False) ⟹ ¬P
  · iffI:       ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P = Q
  · iffD1:      ⟦Q = P; Q⟧ ⟹ P 
  · iffD2:      ⟦P = Q; Q⟧ ⟹ P
  · ccontr:     (¬P ⟹ False) ⟹ P
  --------------------------------------------------------------------- 
*}

text {*
  Se usarán las reglas notnotI y mt que demostramos a continuación. *}

lemma notnotI: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

section {* Implicaciones *}


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 1. Demostrar
       p ⟶ q, p ⊢ q
  ------------------------------------------------------------------ *}
 


lemma ejercicio_1:
  assumes 1:"p ⟶ q" and  
          2:"p"
  shows "q"


-- Solución M.Cumplido

proof -
  show 3: "q" using 1 2 by (rule mp)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 2. Demostrar
     p ⟶ q, q ⟶ r, p ⊢ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_2:
  assumes 1:"p ⟶ q" and
          2:"q ⟶ r" and
          3:"p" 
  shows "r"

-- Solución M.Cumplido
 proof -
   have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
   show 5: "r" using 2 4 by (rule mp)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 3. Demostrar
     p ⟶ (q ⟶ r), p ⟶ q, p ⊢ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_3:
  assumes 1:"p ⟶ (q ⟶ r)" and
          2:"p ⟶ q" and 
          3:"p"
  shows "r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
  have 4:"q ⟶ r" using 1 3 by (rule mp)
  show "r" using 2 4 3 by (rule ejercicio_2)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 4. Demostrar
     p ⟶ q, q ⟶ r ⊢ p ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}
lemma ejercicio_4:
  assumes 1:"p ⟶ q" and
          2:"q ⟶ r" 
  shows "p ⟶ r"


-- Solución M.Cumplido
proof -
   {assume 3:"p"
   have "r" using 1 2 3 by (rule ejercicio_2)}
   thus "p ⟶ r" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 5. Demostrar
     p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ q ⟶ (p ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_5:
  assumes 1:"p ⟶ (q ⟶ r)" 
  shows   "q ⟶ (p ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
  {assume 2: q
    {assume 3: p
     have 4:"q ⟶ r" using 1 3 by (rule mp) 
     have r using 4 2 by (rule mp)}
    hence "p ⟶ r" by (rule impI)}
  thus "q ⟶ (p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 6. Demostrar
     p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ (p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_6:
  assumes 1:"p ⟶ (q ⟶ r)" 
  shows   "(p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 2:"p ⟶ q"
    {assume 3: p 
    have 4: "q ⟶ r" using 1 3 by (rule mp)
    have 5: "p ⟶ r" using 2 4 by (rule ejercicio_4)
    have r using 5 3 by (rule mp)}
    hence "p ⟶ r" by (rule impI)}
thus  "(p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 7. Demostrar
     p ⊢ q ⟶ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_7:
  assumes 1:"p"  
  shows   "q ⟶ p"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 2:q
  have 3: p
     proof (rule ccontr)
     assume 4:"¬p" 
     show False using 4 1 by (rule notE) 
     qed
}
thus "q⟶p" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 8. Demostrar
     ⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_8:
  "p ⟶ (q ⟶ p)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: p
 {assume 2:q
  have 3: p
     proof (rule ccontr)
     assume 4:"¬p" 
     show False using 4 1 by (rule notE) 
     qed}
 hence "q⟶p" by (rule impI)}
thus  "p ⟶ (q ⟶ p)"  by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 9. Demostrar
     p ⟶ q ⊢ (q ⟶ r) ⟶ (p ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_9:
  assumes 1:"p ⟶ q" 
  shows   "(q ⟶ r) ⟶ (p ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 2:"q⟶r"
have 3:"p⟶r" using 1 2 by (rule ejercicio_4)}
thus "(q ⟶ r) ⟶ (p ⟶ r)" by (rule impI)
qed  

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 10. Demostrar
     p ⟶ (q ⟶ (r ⟶ s)) ⊢ r ⟶ (q ⟶ (p ⟶ s))
  ------------------------------------------------------------------ *}


lemma ejercicio_10:
  assumes 1:"p ⟶ (q ⟶ (r ⟶ s))" 
  shows   "r ⟶ (q ⟶ (p ⟶ s))"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 2: r
  {assume 3: q
    {assume 4: p
     have 5: "q ⟶ (r ⟶ s)" using 1 4 by (rule mp) 
     have 6:"r⟶s" using 5 3 by (rule mp)
     have s using 6 2 by (rule mp)
     }
    hence "p⟶ s" by (rule impI)
  }
  hence "q ⟶ (p ⟶ s)" by (rule impI)
}
thus  "r ⟶ (q ⟶ (p ⟶ s))" by (rule impI)
qed


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 11. Demostrar
     ⊢ (p ⟶ (q ⟶ r)) ⟶ ((p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r))
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_11:
  "(p ⟶ (q ⟶ r)) ⟶ ((p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r))"


-- Solución M.Cumplido
proof -

{assume "p ⟶ (q ⟶ r)"
 hence  "(p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r)" by (rule ejercicio_6)
}
thus  "(p ⟶ (q ⟶ r)) ⟶ ((p ⟶ q) ⟶ (p ⟶ r))" by (rule impI) 
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 12. Demostrar
     (p ⟶ q) ⟶ r ⊢ p ⟶ (q ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}


lemma ejercicio_12:
  assumes 1:"(p ⟶ q) ⟶ r" 
  shows   "p ⟶ (q ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 2:p
    {assume 3:q
     hence 4:"p⟶q"  by (rule ejercicio_7)
     have r using 1 4 by (rule mp) 
    }
    hence "q⟶r" by (rule impI)
}
thus "p⟶(q⟶r)" by (rule impI)
qed

section {* Conjunciones *}

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 13. Demostrar
     p, q ⊢  p ∧ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_13:
  assumes 1:"p" and
          2:"q" 
  shows "p ∧ q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show "p ∧ q" using 1 2 by (rule conjI)
qed 

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 14. Demostrar
     p ∧ q ⊢ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_14:
  assumes "p ∧ q"  
  shows   "p"

-- Solución M.Cumplido
proof - 
show p using assms(1) by (rule conjunct1)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 15. Demostrar
     p ∧ q ⊢ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_15:
  assumes "p ∧ q" 
  shows   "q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show q using assms(1) by (rule conjunct2)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 16. Demostrar
     p ∧ (q ∧ r) ⊢ (p ∧ q) ∧ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_16:
  assumes "p ∧ (q ∧ r)"
  shows   "(p ∧ q) ∧ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "q & r" using assms(1) by (rule conjunct2)
have 3: q using 2 by (rule conjunct1)
have 4: r using 2 by (rule conjunct2)
have 5: "p & q" using 1 3 by (rule conjI)
show  "(p ∧ q) ∧ r" using 5 4 by (rule conjI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 17. Demostrar
     (p ∧ q) ∧ r ⊢ p ∧ (q ∧ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_17:
  assumes "(p ∧ q) ∧ r" 
  shows   "p ∧ (q ∧ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: "p & q" using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "r" using assms(1) by (rule conjunct2)
have 3: q using 1 by (rule conjunct2)
have 4: p using 1 by (rule conjunct1)
have 5: "q & r" using 3 2 by (rule conjI)
show  "p ∧ (q ∧ r)" using 4 5 by (rule conjI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 18. Demostrar
     p ∧ q ⊢ p ⟶ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_18:
  assumes "p ∧ q" 
  shows   "p ⟶ q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: p
 have 2: q using assms(1) by (rule conjunct2)}
thus "p⟶q" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 19. Demostrar
     (p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r) ⊢ p ⟶ q ∧ r   
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_19:
  assumes "(p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)" 
  shows   "p ⟶ q ∧ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: "p⟶q" using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "p⟶r" using assms(1) by (rule conjunct2)
{assume 3: p
 have 4: q using 1 3 by (rule mp)
 have 5: r using 2 3 by (rule mp)
 have 6: "q & r" using 4 5 by (rule conjI)
}
thus "p⟶ q & r" by (rule impI)
qed



text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 20. Demostrar
     p ⟶ q ∧ r ⊢ (p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_20:
  assumes "p ⟶ q ∧ r" 
  shows   "(p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1:p
have 2:"q & r" using assms(1) 1 by (rule mp)
have 3: q using 2 by (rule conjunct1)}
hence 4: "p⟶q" by (rule impI)

{assume 5:p
have 6:"q & r" using assms(1) 5 by (rule mp)
have 7: r using 6 by (rule conjunct2)}
hence 8: "p⟶r" by (rule impI)

show  "(p ⟶ q) ∧ (p ⟶ r)" using 4 8 by (rule conjI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 21. Demostrar
     p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ p ∧ q ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_21:
  assumes "p ⟶ (q ⟶ r)" 
  shows   "p ∧ q ⟶ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -

{assume 1:"p & q"
 have 2: p using 1 by (rule conjunct1)
 have 3: "q⟶r" using assms(1) 2 by (rule mp)
 have 4: q using 1 by (rule conjunct2)
 have 5: r using 3 4 by (rule mp)
}
thus "p & q ⟶ r" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 22. Demostrar
     p ∧ q ⟶ r ⊢ p ⟶ (q ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_22:
  assumes "p ∧ q ⟶ r" 
  shows   "p ⟶ (q ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{ assume 1: p
  {assume 2: q
   have 3: "p & q" using 1 2 by (rule conjI)
   have 4: r using assms(1) 3 by (rule mp)
  }
  hence "q⟶r" by (rule impI)
}
thus "p⟶(q⟶r)" by (rule impI)
qed


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 23. Demostrar
     (p ⟶ q) ⟶ r ⊢ p ∧ q ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_23:
  assumes "(p ⟶ q) ⟶ r" 
  shows   "p ∧ q ⟶ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: "p & q"
 have 2: "p⟶ q" using 1 by (rule ejercicio_18)
 have r using assms(1) 2 by (rule mp)
}
thus  "p ∧ q ⟶ r" by (rule impI)
qed
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 24. Demostrar
     p ∧ (q ⟶ r) ⊢ (p ⟶ q) ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_24:
  assumes "p ∧ (q ⟶ r)" 
  shows   "(p ⟶ q) ⟶ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -

have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "q⟶r" using assms(1) by (rule conjunct2)
{assume 3: "p⟶q"
 have 4: q using 3 1 by (rule mp)
 have r using 2 4 by (rule mp)
}
thus "(p⟶q)⟶r" by (rule impI)
qed

section {* Disyunciones *}

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 25. Demostrar
     p ⊢ p ∨ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_25:
  assumes "p"
  shows   "p ∨ q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI1)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 26. Demostrar
     q ⊢ p ∨ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_26:
  assumes "q"
  shows   "p ∨ q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show "p | q" using assms(1) by (rule disjI2)
qed



text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 27. Demostrar
     p ∨ q ⊢ q ∨ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_27:
  assumes "p ∨ q"
  shows   "q ∨ p"


-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)

{assume 1:p
 show 2: "q | p" using 1 by (rule disjI2)}
next
{assume 3:q
 show 4: "q | p" using 3 by (rule disjI1)}
qed


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 28. Demostrar
     q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_28:
  assumes "q ⟶ r" 
  shows   "p ∨ q ⟶ p ∨ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: "p | q"
 have 2:"p | r" using 1
  proof (rule disjE)
  {assume p 
   thus "p | r" by (rule disjI1)}
  next
  {assume 3: q
   have r using assms(1) 3 by (rule mp)
   thus "p | r" by (rule disjI2)}
  qed}
thus  "p ∨ q ⟶ p ∨ r" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 29. Demostrar
     p ∨ p ⊢ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_29:
  assumes "p ∨ p"
  shows   "p"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume p
 thus p by this}
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 30. Demostrar
     p ⊢ p ∨ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_30:
  assumes "p" 
  shows   "p ∨ p"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show "p | p" using assms(1) by (rule disjI1)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 31. Demostrar
     p ∨ (q ∨ r) ⊢ (p ∨ q) ∨ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_31:
  assumes "p ∨ (q ∨ r)" 
  shows   "(p ∨ q) ∨ r"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume p
 hence "p | q" by (rule disjI1)
 thus  "(p ∨ q) ∨ r" by (rule disjI1)}

next
{assume 1: "q | r"
 show  "(p ∨ q) ∨ r" using 1
   
    proof (rule disjE)
    {assume q
     hence "p | q" by (rule disjI2)
     thus "(p ∨ q) ∨ r" by (rule disjI1)}
    next
    {assume r
     thus "(p ∨ q) ∨ r" by (rule disjI2) }
    qed
}
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 32. Demostrar
     (p ∨ q) ∨ r ⊢ p ∨ (q ∨ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_32:
  assumes "(p ∨ q) ∨ r" 
  shows   "p ∨ (q ∨ r)"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume r
 hence "q | r" by (rule disjI2)
 thus  "p ∨ (q ∨ r)" by (rule disjI2)}

next
{assume 1: "p | q"
 show  "p ∨ (q ∨ r)" using 1
   
    proof (rule disjE)
    {assume q
     hence "q | r" by (rule disjI1)
     thus "p ∨ (q ∨ r)" by (rule disjI2)}
    next
    {assume p
     thus "p ∨ (q ∨ r)" by (rule disjI1) }
    qed
}
qed


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 33. Demostrar
     p ∧ (q ∨ r) ⊢ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_33:
  assumes "p ∧ (q ∨ r)" 
  shows   "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: p using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "q | r" using assms(1) by (rule conjunct2)
show "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)" using 2
    proof (rule disjE)
    {assume 3: q
     have 4: "p & q" using 1 3 by (rule conjI) 
     thus  "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)" by (rule disjI1)}
    next
    {assume 5:r
     have 6: "p & r" using 1 5 by (rule conjI)
     thus  "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)" by (rule disjI2)}     
    qed  
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 34. Demostrar
     (p ∧ q) ∨ (p ∧ r) ⊢ p ∧ (q ∨ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_34:
  assumes "(p ∧ q) ∨ (p ∧ r)" 
  shows   "p ∧ (q ∨ r)"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume 1:"p & q"
 hence 2: p by (rule conjunct1)
 have q using 1 by (rule conjunct2)
 hence 3:"q | r" by (rule disjI1)
 show  "p ∧ (q ∨ r)" using 2 3 by (rule conjI)}
next
{assume 4:"p & r"
 hence 5: p by (rule conjunct1)
 have r using 4 by (rule conjunct2)
 hence 6:"q | r" by (rule disjI2)
 show  "p ∧ (q ∨ r)" using 5 6 by (rule conjI)}
qed


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 35. Demostrar
     p ∨ (q ∧ r) ⊢ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_35:
  assumes "p ∨ (q ∧ r)" 
  shows   "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume 1: p
 have 2: "p | q" using 1 by (rule disjI1)
 have 3: "p | r" using 1 by (rule disjI1)
 show  "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)" using 2 3 by (rule conjI) }
next
{assume 4: "q & r"
 hence 5: q by (rule conjunct1)
 have 6: r using 4 by (rule conjunct2)
 have 7: "p | q" using 5 by (rule disjI2)
 have 8: "p | r" using 6 by (rule disjI2)
 show  "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)" using 7 8 by (rule conjI)}
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 36. Demostrar
     (p ∨ q) ∧ (p ∨ r) ⊢ p ∨ (q ∧ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_36:
  assumes "(p ∨ q) ∧ (p ∨ r)"
  shows   "p ∨ (q ∧ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: "p | q" using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "p | r" using assms(1) by (rule conjunct2)
have  "p ∨ (q ∧ r)" using 1
    proof (rule disjE)
    {assume p
     thus  "p ∨ (q ∧ r)" by (rule disjI1)}
    next
    {assume 3: q
     show  "p ∨ (q ∧ r)" using 2
          proof (rule disjE)
          {assume p
           thus  "p ∨ (q ∧ r)" by (rule disjI1)}
          next
          {assume 4: r 
           have "q & r" using 3 4 by (rule conjI) 
           thus "p ∨ (q ∧ r)" by (rule disjI2)}
          qed
     }
qed



text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 37. Demostrar
     (p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r) ⊢ p ∨ q ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_37:
  assumes "(p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)" 
  shows   "p ∨ q ⟶ r"

-- Solución M.Cumplido
proof -
have 1: "p ⟶ r" using assms(1) by (rule conjunct1)
have 2: "q ⟶ r" using assms(1) by (rule conjunct2)
{assume 3: "p | q"
 have r using 3
    proof (rule disjE)
    {assume 4: p
     show r using 1 4 by (rule mp)}
    next
    {assume 5: q
     show r using 2 5 by (rule mp) }
    qed
}
thus  "p ∨ q ⟶ r" by (rule impI)
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 38. Demostrar
     p ∨ q ⟶ r ⊢ (p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_38:
  assumes "p ∨ q ⟶ r" 
  shows   "(p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume p 
 hence 1:"p | q" by (rule disjI1)
 have r using assms(1) 1 by (rule mp)}
hence 2: "p ⟶ r" by (rule impI)

{assume q
 hence 3:"p | q" by (rule disjI2)
 have r using assms(1) 3 by (rule mp)}
hence 4: "q ⟶ r" by (rule impI)

show  "(p ⟶ r) ∧ (q ⟶ r)" using 2 4 by (rule conjI)
qed


section {* Negaciones *}
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 39. Demostrar
     p ⊢ ¬¬p
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_39:
  assumes "p"
  shows   "¬¬p"

-- Solución M.Cumplido
proof -
show  "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
qed
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 40. Demostrar
     ¬p ⊢ p ⟶ q
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_40:
  assumes "¬p" 
  shows   "p ⟶ q"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: p
 have q using assms(1) 1 by (rule notE)}
thus "p ⟶ q" by (rule impI)
qed
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 41. Demostrar
     p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_41:
  assumes "p ⟶ q"
  shows   "¬q ⟶ ¬p"

-- Solución M.Cumplido
proof -
{assume 1: "~q"
 have "~p" using assms(1) 1 by (rule mt) }
thus  "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 42. Demostrar
     p∨q, ¬q ⊢ p
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_42:
  assumes "p∨q"
          "¬q" 
  shows   "p"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume p
 thus p by this}
next
{assume 1:q
 show p using assms(2) 1 by (rule notE)}
qed 


text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 43. Demostrar
     p ∨ q, ¬p ⊢ q
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_43:
  assumes "p ∨ q"
          "¬p" 
  shows   "q"

-- Solución M.Cumplido
using assms(1)
proof (rule disjE)
{assume q
 thus q by this}
next
{assume 1:p
 show q using assms(2) 1 by (rule notE)}
qed 
 
text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 44. Demostrar
     p ∨ q ⊢ ¬(¬p ∧ ¬q)
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_44:
  assumes "p ∨ q" 
  shows   "¬(¬p ∧ ¬q)"

-- Solución M.Cumplido
proof (rule notI)
assume 1:"¬p ∧ ¬q" 
have 2: "~p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "~q" using 1 by (rule conjunct2)
show False using assms(1)
    proof (rule disjE)
    {assume 4:p
     show False using 2 4 by (rule notE)}
    next
    {assume 5:q
     show False using 3 5 by (rule notE)}    
    qed
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 45. Demostrar
     p ∧ q ⊢ ¬(¬p ∨ ¬q)
  ------------------------------------------------------------------ *}
 
lemma ejercicio_45:
  assumes "p ∧ q" 
  shows   "¬(¬p ∨ ¬q)"

-- Solución M.Cumplido
proof (rule notI)
assume 1: "¬p ∨ ¬q"
show False using 1
    proof (rule disjE)
     {assume 2: "~p" 
      have 3: p using assms(1) by (rule conjunct1)
      show False using 2 3 by (rule notE)}
     next
     {assume 4: "~q" 
      have 5: q using assms(1) by (rule conjunct2)
      show False using 4 5 by (rule notE)}
     qed
qed

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 46. Demostrar
     ¬(p ∨ q) ⊢ ¬p ∧ ¬q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_46:
  assumes "¬(p ∨ q)" 
  shows   "¬p ∧ ¬q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 47. Demostrar
     ¬p ∧ ¬q ⊢ ¬(p ∨ q)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_47:
  assumes "¬p ∧ ¬q" 
  shows   "¬(p ∨ q)"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 48. Demostrar
     ¬p ∨ ¬q ⊢ ¬(p ∧ q)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_48:
  assumes "¬p ∨ ¬q"
  shows   "¬(p ∧ q)"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 49. Demostrar
     ⊢ ¬(p ∧ ¬p)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_49:
  "¬(p ∧ ¬p)"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 50. Demostrar
     p ∧ ¬p ⊢ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_50:
  assumes "p ∧ ¬p" 
  shows   "q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 51. Demostrar
     ¬¬p ⊢ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_51:
  assumes "¬¬p"
  shows   "p"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 52. Demostrar
     ⊢ p ∨ ¬p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_52:
  "p ∨ ¬p"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 53. Demostrar
     ⊢ ((p ⟶ q) ⟶ p) ⟶ p
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_53:
  "((p ⟶ q) ⟶ p) ⟶ p"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 54. Demostrar
     ¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_54:
  assumes "¬q ⟶ ¬p"
  shows   "p ⟶ q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 55. Demostrar
     ¬(¬p ∧ ¬q) ⊢ p ∨ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_55:
  assumes "¬(¬p ∧ ¬q)"
  shows   "p ∨ q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 56. Demostrar
     ¬(¬p ∨ ¬q) ⊢ p ∧ q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_56:
  assumes "¬(¬p ∨ ¬q)" 
  shows   "p ∧ q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 57. Demostrar
     ¬(p ∧ q) ⊢ ¬p ∨ ¬q
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_57:
  assumes "¬(p ∧ q)"
  shows   "¬p ∨ ¬q"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 58. Demostrar
     ⊢ (p ⟶ q) ∨ (q ⟶ p)
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_58:
  "(p ⟶ q) ∨ (q ⟶ p)"
oops

end