Lógica matemática y fundamentos (2012-13) - Contribuciones del usuario [es]

Lógica matemática y fundamentos

2022-01-24T15:26:04Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios ===
* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 2''': Sintaxis y semántica de la lógica proposicional en Haskell. ([[Media:Rel_2.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 3''': Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_3 |Enunciado]]).
* '''Relación 4''': Argumentación proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_4 |Enunciado]]).
* '''Relación 5''': Eliminación de conectivas. ([[Rel_5 |Enunciado]]).
* '''Relación 6''': Formalización de argumentos en lógica de primer orden. ([[Rel_6 |Enunciado]]).
* '''Relación 7''': Deducción natural en lógica de primer con Isabelle/HOL. ([[Rel_7 |Enunciado]]).
* '''Relación 8''': Tableros semánticos proposicionales en Haskell. ([[Media:Rel_8.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 9''': Formas normales en lógica proposicional en Haskell ([[Media:FormasNormales.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 10''': Cláusulas proposicionales en Haskell. ([[Media:Clausulas.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 11''': Resolución proposicional en Haskell. ([[Media:ResolucionProposicional.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 12''': Aplicaciones de la Lógica Proposicional en Haskell. ([[Media:AplicacionesLP.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 13''': Programación funcional en Isabelle/HOL. ([[Media:R13.thy |Enunciado]]).
* '''Relación 14''': Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL. ([[Media:R14.thy |Enunciado]]).

=== Teorías Isabelle/HOL ===
* '''Tema 2''': [[Tema 2 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 8''': [[Tema 8 | Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 14''': [[Tema 14 | Programación funcional en Isabelle/HOL]] ([[Media:T14.thy |Teoría]]).
* '''Tema 15''': [[Tema 15 | Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL]] ([[Media:T15.thy |Teoría]]).

=== Ejercicios evaluables ===
* '''Ejercicio 1''': [[Relación 3 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Ejercicio 2''': [[Ejercicio 2 |Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Nota al ejercicio 2''': los lemas auxiliares que se usen en una demostración por deducción natural han de ser probados de forma no automática. Se amplía el plazo hasta el viernes 3 de mayo para que se envíe el ejercicio 2 teniendo en cuenta esta aclaración.
* '''Ejercicio 3''': [[Ejercicio 3 |Argumentación, deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL y tableros semánticos]].
* '''Ejercicio 4''': [[Ejercicio 4 | Algoritmos de lógica proposicional en Haskell]].
* '''Ejercicio 5 (opcional)''': [[Ejercicio 5 | Formas normales condicionales (Haskell e Isabelle/HOL)]].

=== Problemas semanales ===
* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].

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2018-07-16T07:34:17Z

Jalonso: Página creada con «/* Los estilos CSS colocados aquí se aplicarán a todas las apariencias */ @import url("/~jalonso/font-awesome-4.7.0/css/font-awesome.min.css");»

/* Los estilos CSS colocados aquí se aplicarán a todas las apariencias */
@import url("/~jalonso/font-awesome-4.7.0/css/font-awesome.min.css");

Lógica matemática y fundamentos

2014-03-18T16:01:06Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios ===
* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 2''': Sintaxis y semántica de la lógica proposicional en Haskell. ([[Media:Rel_2.hs |Enunciado]] y [[Relación 2 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 3''': Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_3 |Enunciado]]).
* '''Relación 4''': Argumentación proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_4 |Enunciado]]).
* '''Relación 5''': Eliminación de conectivas. ([[Rel_5 |Enunciado]]).
* '''Relación 6''': Formalización de argumentos en lógica de primer orden. ([[Rel_6 |Enunciado]]).
* '''Relación 7''': Deducción natural en lógica de primer con Isabelle/HOL. ([[Rel_7 |Enunciado]]).
* '''Relación 8''': Tableros semánticos proposicionales en Haskell. ([[Media:Rel_8.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 9''': Formas normales en lógica proposicional en Haskell ([[Media:FormasNormales.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 10''': Cláusulas proposicionales en Haskell. ([[Media:Clausulas.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 11''': Resolución proposicional en Haskell. ([[Media:ResolucionProposicional.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 12''': Aplicaciones de la Lógica Proposicional en Haskell. ([[Media:AplicacionesLP.hs |Enunciado]]).
* '''Relación 13''': Programación funcional en Isabelle/HOL. ([[Media:R13.thy |Enunciado]]).
* '''Relación 14''': Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL. ([[Media:R14.thy |Enunciado]]).

=== Teorías Isabelle/HOL ===
* '''Tema 2''': [[Tema 2 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 8''': [[Tema 8 | Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 14''': [[Tema 14 | Programación funcional en Isabelle/HOL]] ([[Media:T14.thy |Teoría]]).
* '''Tema 15''': [[Tema 15 | Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL]] ([[Media:T15.thy |Teoría]]).

=== Ejercicios evaluables ===
* '''Ejercicio 1''': [[Relación 3 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Ejercicio 2''': [[Ejercicio 2 |Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Nota al ejercicio 2''': los lemas auxiliares que se usen en una demostración por deducción natural han de ser probados de forma no automática. Se amplía el plazo hasta el viernes 3 de mayo para que se envíe el ejercicio 2 teniendo en cuenta esta aclaración.
* '''Ejercicio 3''': [[Ejercicio 3 |Argumentación, deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL y tableros semánticos]].
* '''Ejercicio 4''': [[Ejercicio 4 | Algoritmos de lógica proposicional en Haskell]].
* '''Ejercicio 5 (opcional)''': [[Ejercicio 5 | Formas normales condicionales (Haskell e Isabelle/HOL)]].

=== Problemas semanales ===
* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].

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2014-03-18T15:59:39Z

Jalonso:

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios ===
* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 2''': Sintaxis y semántica de la lógica proposicional en Haskell. ([[Media:Rel_2.hs |Enunciado]] y [[Relación 2 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 3''': Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_3 |Enunciado]]).
* '''Relación 4''': Argumentación proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_4 |Enunciado]].
* '''Relación 5''': Eliminación de conectivas. ([[Rel_5 |Enunciado]].
* '''Relación 6''': Formalización de argumentos en lógica de primer orden. ([[Rel_6 |Enunciado]].
* '''Relación 7''': Deducción natural en lógica de primer con Isabelle/HOL. ([[Rel_7 |Enunciado]].
* '''Relación 8''': Tableros semánticos proposicionales en Haskell. ([[Media:Rel_8.hs |Enunciado]].
* '''Relación 9''': Formas normales en lógica proposicional en Haskell ([[Media:FormasNormales.hs |Enunciado]].
* '''Relación 10''': Cláusulas proposicionales en Haskell. ([[Media:Clausulas.hs |Enunciado]].
* '''Relación 11''': Resolución proposicional en Haskell. ([[Media:ResolucionProposicional.hs |Enunciado]].
* '''Relación 12''': Aplicaciones de la Lógica Proposicional en Haskell. ([[Media:AplicacionesLP.hs |Enunciado]].
* '''Relación 13''': Programación funcional en Isabelle/HOL. ([[Media:R13.thy |Enunciado]].
* '''Relación 14''': Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL. ([[Media:R14.thy |Enunciado]].

=== Teorías Isabelle/HOL ===
* '''Tema 2''': [[Tema 2 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 8''': [[Tema 8 | Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 14''': [[Tema 14 | Programación funcional en Isabelle/HOL]] ([[Media:T14.thy |Teoría]]).
* '''Tema 15''': [[Tema 15 | Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL]] ([[Media:T15.thy |Teoría]]).

=== Ejercicios evaluables ===
* '''Ejercicio 1''': [[Relación 3 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Ejercicio 2''': [[Ejercicio 2 |Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Nota al ejercicio 2''': los lemas auxiliares que se usen en una demostración por deducción natural han de ser probados de forma no automática. Se amplía el plazo hasta el viernes 3 de mayo para que se envíe el ejercicio 2 teniendo en cuenta esta aclaración.
* '''Ejercicio 3''': [[Ejercicio 3 |Argumentación, deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL y tableros semánticos]].
* '''Ejercicio 4''': [[Ejercicio 4 | Algoritmos de lógica proposicional en Haskell]].
* '''Ejercicio 5 (opcional)''': [[Ejercicio 5 | Formas normales condicionales (Haskell e Isabelle/HOL)]].

=== Problemas semanales ===
* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].

Lógica matemática y fundamentos

2014-02-11T09:58:12Z

Jalonso:

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios ===
* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).

Relación 1

2014-02-11T09:57:26Z

Jalonso: Página creada con 'pp'

Lógica matemática y fundamentos

2013-09-18T05:33:31Z

Jalonso: /* Ejercicios evaluables */

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios ===
* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 2''': Sintaxis y semántica de la lógica proposicional en Haskell. ([[Media:Rel_2.hs |Enunciado]] y [[Relación 2 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 3''': Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_3 |Enunciado]] y [[Relación 3 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 4''': Argumentación proposicional con Isabelle/HOL. ([[Rel_4 |Enunciado]] y [[Relación 4 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 5''': Eliminación de conectivas. ([[Rel_5 |Enunciado]] y [[Relación 5 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 6''': Formalización de argumentos en lógica de primer orden. ([[Rel_6 |Enunciado]] y [[Relación 6 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 7''': Deducción natural en lógica de primer con Isabelle/HOL. ([[Rel_7 |Enunciado]] y [[Relación 7 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 8''': Tableros semánticos proposicionales en Haskell. ([[Media:Rel_8.hs |Enunciado]] y [[Relación 8 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 9''': Formas normales en lógica proposicional en Haskell ([[Media:FormasNormales.hs |Enunciado]] y [[Relación 9 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 10''': Cláusulas proposicionales en Haskell. ([[Media:Clausulas.hs |Enunciado]] y [[Relación 10 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 11''': Resolución proposicional en Haskell. ([[Media:ResolucionProposicional.hs |Enunciado]] y [[Relación 11 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 12''': Aplicaciones de la Lógica Proposicional en Haskell. ([[Media:AplicacionesLP.hs |Enunciado]] y [[AplicacionesLP |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 13''': Programación funcional en Isabelle/HOL. ([[Media:R13.thy |Enunciado]] y [[Relación 13 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 14''': Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL. ([[Media:R14.thy |Enunciado]] y [[Relación 14 |Solución colaborativa]]).

=== Teorías Isabelle/HOL ===
* '''Tema 2''': [[Tema 2 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 8''': [[Tema 8 | Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Tema 14''': [[Tema 14 | Programación funcional en Isabelle/HOL]] ([[Media:T14.thy |Teoría]]).
* '''Tema 15''': [[Tema 15 | Razonamiento sobre programas con Isabelle/HOL]] ([[Media:T15.thy |Teoría]]).

=== Ejercicios evaluables ===
* '''Ejercicio 1''': [[Relación 3 | Deducción natural en lógica proposicional con Isabelle/HOL]].
* '''Ejercicio 2''': [[Ejercicio 2 |Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL]].
* '''Nota al ejercicio 2''': los lemas auxiliares que se usen en una demostración por deducción natural han de ser probados de forma no automática. Se amplía el plazo hasta el viernes 3 de mayo para que se envíe el ejercicio 2 teniendo en cuenta esta aclaración.
* '''Ejercicio 3''': [[Ejercicio 3 |Argumentación, deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL y tableros semánticos]].
* '''Ejercicio 4''': [[Ejercicio 4 | Algoritmos de lógica proposicional en Haskell]].
* '''Ejercicio 5 (opcional)''': [[Ejercicio 5 | Formas normales condicionales (Haskell e Isabelle/HOL)]].

=== Problemas semanales ===
* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].

Rel 7

2013-04-09T18:59:07Z

Jalonso: Protegió «Rel 7» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

<source lang="Isar">
header {* R7: Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL *}

theory R7
imports Main
begin

text {*
Demostrar o refutar los siguientes lemas usando sólo las reglas
básicas de deducción natural de la lógica proposicional, de los
cuantificadores y de la igualdad:
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
· 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

· allI: ⟦∀x. P x; P x ⟹ R⟧ ⟹ R
· allE: (⋀x. P x) ⟹ ∀x. P x
· exI: P x ⟹ ∃x. P x
· exE: ⟦∃x. P x; ⋀x. P x ⟹ Q⟧ ⟹ Q

· refl: t = t
· subst: ⟦s = t; P s⟧ ⟹ P t
· trans: ⟦r = s; s = t⟧ ⟹ r = t
· sym: s = t ⟹ t = s
· not_sym: t ≠ s ⟹ s ≠ t
· ssubst: ⟦t = s; P s⟧ ⟹ P t
· box_equals: ⟦a = b; a = c; b = d⟧ ⟹ a: = d
· arg_cong: x = y ⟹ f x = f y
· fun_cong: f = g ⟹ f x = g x
· cong: ⟦f = g; x = y⟧ ⟹ f x = g y
*}

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

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Demostrar
∀x. P x ⟶ Q x ⊢ (∀x. P x) ⟶ (∀x. Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_1:
assumes "∀x. P x ⟶ Q x"
shows "(∀x. P x) ⟶ (∀x. Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Demostrar
∃x. ¬(P x) ⊢ ¬(∀x. P x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_2:
assumes "∃x. ¬(P x)"
shows "¬(∀x. P x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Demostrar
∀x. P x ⊢ ∀y. P y
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_3:
assumes "∀x. P x"
shows "∀y. P y"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Demostrar
∀x. P x ⟶ Q x ⊢ (∀x. ¬(Q x)) ⟶ (∀x. ¬ (P x))
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_4:
assumes "∀x. P x ⟶ Q x"
shows "(∀x. ¬(Q x)) ⟶ (∀x. ¬ (P x))"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Demostrar
∀x. P x ⟶ ¬(Q x) ⊢ ¬(∃x. P x ∧ Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_5:
assumes "∀x. P x ⟶ ¬(Q x)"
shows "¬(∃x. P x ∧ Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Demostrar
∀x y. P x y ⊢ ∀u v. P u v
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_6:
assumes "∀x y. P x y"
shows "∀u v. P u v"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Demostrar
∃x y. P x y ⟹ ∃u v. P u v
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_7:
assumes "∃x y. P x y"
shows "∃u v. P u v"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Demostrar
∃x. ∀y. P x y ⊢ ∀y. ∃x. P x y
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_8:
assumes "∃x. ∀y. P x y"
shows "∀y. ∃x. P x y"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Demostrar
∃x. P a ⟶ Q x ⊢ P a ⟶ (∃x. Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_9:
assumes "∃x. P a ⟶ Q x"
shows "P a ⟶ (∃x. Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Demostrar
P a ⟶ (∃x. Q x) ⊢ ∃x. P a ⟶ Q x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_10:
fixes P Q :: "'b ⇒ bool"
assumes "P a ⟶ (∃x. Q x)"
shows "∃x. P a ⟶ Q x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Demostrar
(∃x. P x) ⟶ Q a ⊢ ∀x. P x ⟶ Q a
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_11:
assumes "(∃x. P x) ⟶ Q a"
shows "∀x. P x ⟶ Q a"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Demostrar
∀x. P x ⟶ Q a ⊢ ∃ x. P x ⟶ Q a
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_12:
assumes "∀x. P x ⟶ Q a"
shows "∃x. P x ⟶ Q a"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Demostrar
(∀x. P x) ∨ (∀x. Q x) ⊢ ∀x. P x ∨ Q x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_13:
assumes "(∀x. P x) ∨ (∀x. Q x)"
shows "∀x. P x ∨ Q x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Demostrar
∃x. P x ∧ Q x ⊢ (∃x. P x) ∧ (∃x. Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_14:
assumes "∃x. P x ∧ Q x"
shows "(∃x. P x) ∧ (∃x. Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Demostrar
∀x y. P y ⟶ Q x ⊢ (∃y. P y) ⟶ (∀x. Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_15:
assumes "∀x y. P y ⟶ Q x"
shows "(∃y. P y) ⟶ (∀x. Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Demostrar
¬(∀x. ¬(P x)) ⊢ ∃x. P x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_16:
assumes "¬(∀x. ¬(P x))"
shows "∃x. P x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Demostrar
∀x. ¬(P x) ⊢ ¬(∃x. P x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_17:
assumes "∀x. ¬(P x)"
shows "¬(∃x. P x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 18. Demostrar
∃x. P x ⊢ ¬(∀x. ¬(P x))
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_18:
assumes "∃x. P x"
shows "¬(∀x. ¬(P x))"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 19. Demostrar
P a ⟶ (∀x. Q x) ⊢ ∀x. P a ⟶ Q x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_19:
assumes "P a ⟶ (∀x. Q x)"
shows "∀x. P a ⟶ Q x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 20. Demostrar
{∀x y z. R x y ∧ R y z ⟶ R x z,
∀x. ¬(R x x)}
⊢ ∀x y. R x y ⟶ ¬(R y x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_20:
assumes "∀x y z. R x y ∧ R y z ⟶ R x z"
"∀x. ¬(R x x)"
shows "∀x y. R x y ⟶ ¬(R y x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 21. Demostrar
{∀x. P x ∨ Q x, ∃x. ¬(Q x), ∀x. R x ⟶ ¬(P x)} ⊢ ∃x. ¬(R x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_21:
assumes "∀x. P x ∨ Q x"
"∃x. ¬(Q x)"
"∀x. R x ⟶ ¬(P x)"
shows "∃x. ¬(R x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 22. Demostrar
{∀x. P x ⟶ Q x ∨ R x, ¬(∃x. P x ∧ R x)} ⊢ ∀x. P x ⟶ Q x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_22:
assumes "∀x. P x ⟶ Q x ∨ R x"
"¬(∃x. P x ∧ R x)"
shows "∀x. P x ⟶ Q x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 23. Demostrar
∃x y. R x y ∨ R y x ⊢ ∃x y. R x y
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_23:
assumes "∃x y. R x y ∨ R y x"
shows "∃x y. R x y"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Demostrar
(∃x. ∀y. P x y) ⟶ (∀y. ∃x. P x y)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_24:
"(∃x. ∀y. P x y) ⟶ (∀y. ∃x. P x y)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Demostrar
(∀x. P x ⟶ Q) ⟷ ((∃x. P x) ⟶ Q)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_25:
"(∀x. P x ⟶ Q) ⟷ ((∃x. P x) ⟶ Q)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Demostrar
((∀x. P x) ∧ (∀x. Q x)) ⟷ (∀x. P x ∧ Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_26:
"((∀x. P x) ∧ (∀x. Q x)) ⟷ (∀x. P x ∧ Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 27. Demostrar o refutar
((∀x. P x) ∨ (∀x. Q x)) ⟷ (∀x. P x ∨ Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_27:
"((∀x. P x) ∨ (∀x. Q x)) ⟷ (∀x. P x ∨ Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 28. Demostrar o refutar
((∃x. P x) ∨ (∃x. Q x)) ⟷ (∃x. P x ∨ Q x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_28:
"((∃x. P x) ∨ (∃x. Q x)) ⟷ (∃x. P x ∨ Q x)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 29. Demostrar o refutar
(∀x. ∃y. P x y) ⟶ (∃y. ∀x. P x y)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_29:
"(∀x. ∃y. P x y) ⟶ (∃y. ∀x. P x y)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 30. Demostrar o refutar
(¬(∀x. P x)) ⟷ (∃x. ¬P x)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_30:
"(¬(∀x. P x)) ⟷ (∃x. ¬P x)"
oops

section {* Ejercicios sobre igualdad *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 31. Demostrar o refutar
P a ⟹ ∀x. x = a ⟶ P x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_31b:
assumes "P a"
shows "∀x. x = a ⟶ P x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 32. Demostrar o refutar
∃x y. R x y ∨ R y x; ¬(∃x. R x x)⟧ ⟹ ∃x y. x ≠ y
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_32:
fixes R :: "'c ⇒ 'c ⇒ bool"
assumes "∃x y. R x y ∨ R y x"
"¬(∃x. R x x)"
shows "∃(x::'c) y. x ≠ y"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 33. Demostrar o refutar
{∀x. P a x x,
∀x y z. P x y z ⟶ P (f x) y (f z)}
⊢ P (f a) a (f a)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_33:
assumes "∀x. P a x x"
"∀x y z. P x y z ⟶ P (f x) y (f z)"
shows "P (f a) a (f a)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 34. Demostrar o refutar
{∀x. P a x x,
∀x y z. P x y z ⟶ P (f x) y (f z)⟧
⊢ ∃z. P (f a) z (f (f a))
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_34b:
assumes "∀x. P a x x"
"∀x y z. P x y z ⟶ P (f x) y (f z)"
shows "∃z. P (f a) z (f (f a))"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 35. Demostrar o refutar
{∀y. Q a y,
∀x y. Q x y ⟶ Q (s x) (s y)}
⊢ ∃z. Qa z ∧ Q z (s (s a))
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_35:
assumes "∀y. Q a y"
"∀x y. Q x y ⟶ Q (s x) (s y)"
shows "∃z. Q a z ∧ Q z (s (s a))"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 36. Demostrar o refutar
{x = f x, odd (f x)} ⊢ odd x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_36b:
"⟦x = f x; odd (f x)⟧ ⟹ odd x"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 37. Demostrar o refutar
{x = f x, triple (f x) (f x) x} ⊢ triple x x x
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_37b:
"⟦x = f x; triple (f x) (f x) x⟧ ⟹ triple x x x"
oops

end
</source>

Relación 7

2013-04-09T18:58:40Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="Isar"> header {* R7: Deducción natural en lógica de primer orden con Isabelle/HOL *} theory R7 imports Main begin text {* Demostrar o refutar los siguientes...'

Rel 7

2013-04-09T18:58:06Z

Lógica matemática y fundamentos

2013-04-09T18:57:13Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Ejercicio 2

2013-04-09T15:58:43Z

Jalonso: /* Enunciado */

== Enunciado ==
El segundo ejercicio evaluable consiste en la realización de una demostración por deducción natural en la Lógica de primer orden, con Isabelle/HOL.
Para ello,
* Cada alumno elegirá uno de los ejercicios propuestos en [[T2 |T2]].
* Una vez elegido, lo anotará en la lista que se muestra a continuación, no pudiendo un mismo ejercicio ser elegido por más de un alumno.
* El ejercicio resuelto se enviará a mjoseh@us.es en un fichero usuario_2.thy antes del viernes 26 de abril de 2013.
* En la valoración del ejercicio se tendrá en cuenta tanto el nivel de dificultad como la calidad de la demostración.

== Selección del ejercicio ==

* Ejercicio 1:
* Ejercicio 2:
* Ejercicio 3:
* Ejercicio 4:
* Ejercicio 5:
* Ejercicio 6:
* Ejercicio 7:
* Ejercicio 8:
* Ejercicio 9:
* Ejercicio 10:
* Ejercicio 11:
* Ejercicio 12:
* Ejercicio 13:
* Ejercicio 14:
* Ejercicio 15:
* Ejercicio 16:
* Ejercicio 17:
* Ejercicio 18:
* Ejercicio 19:
* Ejercicio 20:
* Ejercicio 21:
* Ejercicio 22:
* Ejercicio 23:
* Ejercicio 24:
* Ejercicio 25:
* Ejercicio 26:
* Ejercicio 27:
* Ejercicio 28:
* Ejercicio 29:
* Ejercicio 30:
* Ejercicio 31:
* Ejercicio 32:
* Ejercicio 33:

Tema 8

2013-04-01T15:48:58Z

Jalonso:

<source lang="Isar">
header {* Tema 8: Deducción natural en lógica de primer orden *}

theory Tema8
imports Main
begin

text {*
El objetivo de este tema es presentar la deducción natural en
lógica de primer orden con Isabelle/HOL. La presentación se
basa en los ejemplos de tema 8 del curso LMF que se encuentra
en http://goo.gl/uJj8d (que a su vez se basa en el libro de
Huth y Ryan "Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY ).

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las
transparencias de LMF donde se encuentra la demostración. *}

section {* Reglas del cuantificador universal *}

text {*
Las reglas del cuantificador universal son
· allE: ⟦∀x. P x; P a ⟹ R⟧ ⟹ R
· allI: (⋀x. P x) ⟹ ∀x. P x
*}

text {*
Ejemplo 1 (p. 10). Demostrar que
P(c), ∀x. (P(x) ⟶ ¬Q(x)) ⊢ ¬Q(c)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1a:
assumes 1: "P(c)" and
2: "∀x. (P(x) ⟶ ¬Q(x))"
shows "¬Q(c)"
proof -
have 3: "P(c) ⟶ ¬Q(c)" using 2 by (rule allE)
show 4: "¬Q(c)" using 3 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_1b:
assumes "P(c)"
"∀x. (P(x) ⟶ ¬Q(x))"
shows "¬Q(c)"
proof -
have "P(c) ⟶ ¬Q(c)" using assms(2) ..
thus "¬Q(c)" using assms(1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_1c:
assumes "P(c)"
"∀x. (P(x) ⟶ ¬Q(x))"
shows "¬Q(c)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 2 (p. 11). Demostrar que
∀x. (P x ⟶ ¬(Q x)), ∀x. P x ⊢ ∀x. ¬(Q x)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2a:
assumes 1: "∀x. (P x ⟶ ¬(Q x))" and
2: "∀x. P x"
shows "∀x. ¬(Q x)"
proof -
{ fix a
have 3: "P a ⟶ ¬(Q a)" using 1 by (rule allE)
have 4: "P a" using 2 by (rule allE)
have 5: "¬(Q a)" using 3 4 by (rule mp) }
thus "∀x. ¬(Q x)" by (rule allI)
qed

-- "La demostración detallada hacia atrás es"
lemma ejemplo_2b:
assumes 1: "∀x. (P x ⟶ ¬(Q x))" and
2: "∀x. P x"
shows "∀x. ¬(Q x)"
proof (rule allI)
fix a
have 3: "P a ⟶ ¬(Q a)" using 1 by (rule allE)
have 4: "P a" using 2 by (rule allE)
show 5: "¬(Q a)" using 3 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2c:
assumes "∀x. (P x ⟶ ¬(Q x))"
"∀x. P x"
shows "∀x. ¬(Q x)"
proof
fix a
have "P a" using assms(2) ..
have "P a ⟶ ¬(Q a)" using assms(1) ..
thus "¬(Q a)" using `P a` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2d:
assumes "∀x. (P x ⟶ ¬(Q x))"
"∀x. P x"
shows "∀x. ¬(Q x)"
using assms
by auto

section {* Reglas del cuantificador existencial *}

text {*
Las reglas del cuantificador existencial son
· exI: P a ⟹ ∃x. P x
· exE: ⟦∃x. P x; ⋀x. P x ⟹ Q⟧ ⟹ Q

En la regla exE la nueva variable se introduce mediante la declaración
"obtain ... where ... by (rule exE)"
*}

text {*
Ejemplo (p. 12). Demostrar que
∀x. P x ⊢ ∃x. P x
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3a:
assumes "∀x. P x"
shows "∃x. P x"
proof -
fix a
have "P a" using assms by (rule allE)
thus "∃x. P x" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3b:
assumes "∀x. P x"
shows "∃x. P x"
proof -
fix a
have "P a" using assms ..
thus "∃x. P x" ..
qed

-- "La demostración estructurada se puede simplificar"
lemma ejemplo_3c:
assumes "∀x. P x"
shows "∃x. P x"
proof (rule exI)
fix a
show "P a" using assms ..
qed

-- "La demostración estructurada se puede simplificar aún más"
lemma ejemplo_3d:
assumes "∀x. P x"
shows "∃x. P x"
proof
fix a
show "P a" using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3e:
assumes "∀x. P x"
shows "∃x. P x"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 13). Demostrar
∀x. (P x ⟶ Q x), ∃x. P x ⊢ ∃x. Q x
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4a:
assumes 1: "∀x. (P x ⟶ Q x)" and
2: "∃x. P x"
shows "∃x. Q x"
proof -
obtain a where 3: "P a" using 2 by (rule exE)
have 4: "P a ⟶ Q a" using 1 by (rule allE)
have 5: "Q a" using 4 3 by (rule mp)
thus 6: "∃x. Q x" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4b:
assumes "∀x. (P x ⟶ Q x)"
"∃x. P x"
shows "∃x. Q x"
proof -
obtain a where "P a" using assms(2) ..
have "P a ⟶ Q a" using assms(1) ..
hence "Q a" using `P a` ..
thus "∃x. Q x" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4c:
assumes "∀x. (P x ⟶ Q x)"
"∃x. P x"
shows "∃x. Q x"
using assms
by auto

section {* Demostración de equivalencias *}

text {*
Ejemplo 5.1 (p. 15). Demostrar
¬∀x. P x ⊢ ∃x. ¬(P x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1a:
assumes "¬(∀x. P(x))"
shows "∃x. ¬P(x)"
proof (rule ccontr)
assume "¬(∃x. ¬P(x))"
have "∀x. P(x)"
proof (rule allI)
fix a
show "P(a)"
proof (rule ccontr)
assume "¬P(a)"
hence "∃x. ¬P(x)" by (rule exI)
with `¬(∃x. ¬P(x))` show False by (rule notE)
qed
qed
with assms show False by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_1b:
assumes "¬(∀x. P(x))"
shows "∃x. ¬P(x)"
proof (rule ccontr)
assume "¬(∃x. ¬P(x))"
have "∀x. P(x)"
proof
fix a
show "P(a)"
proof (rule ccontr)
assume "¬P(a)"
hence "∃x. ¬P(x)" ..
with `¬(∃x. ¬P(x))` show False ..
qed
qed
with assms show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_1c:
assumes "¬(∀x. P(x))"
shows "∃x. ¬P(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 5.2 (p. 16). Demostrar
∃x. ¬(P x) ⊢ ¬∀x. P x *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_2a:
assumes "∃x. ¬P(x)"
shows "¬(∀x. P(x))"
proof (rule notI)
assume "∀x. P(x)"
obtain a where "¬P(a)" using assms by (rule exE)
have "P(a)" using `∀x. P(x)` by (rule allE)
with `¬P(a)` show False by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2b:
assumes "∃x. ¬P(x)"
shows "¬(∀x. P(x))"
proof
assume "∀x. P(x)"
obtain a where "¬P(a)" using assms ..
have "P(a)" using `∀x. P(x)` ..
with `¬P(a)` show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_2c:
assumes "∃x. ¬P(x)"
shows "¬(∀x. P(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 5.3 (p. 17). Demostrar
⊢ ¬∀x. P x ⟷ ∃x. ¬(P x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_3a:
"(¬(∀x. P(x))) ⟷ (∃x. ¬P(x))"
proof (rule iffI)
assume "¬(∀x. P(x))"
thus "∃x. ¬P(x)" by (rule ejemplo_5_1a)
next
assume "∃x. ¬P(x)"
thus "¬(∀x. P(x))" by (rule ejemplo_5_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3b:
"(¬(∀x. P(x))) ⟷ (∃x. ¬P(x))"
by auto

text {*
Ejemplo 6.1 (p. 18). Demostrar
∀x. P(x) ∧ Q(x) ⊢ (∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1a:
assumes "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
shows "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
proof (rule conjI)
show "∀x. P(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "P(a) ∧ Q(a)" using assms by (rule allE)
thus "P(a)" by (rule conjunct1)
qed
next
show "∀x. Q(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "P(a) ∧ Q(a)" using assms by (rule allE)
thus "Q(a)" by (rule conjunct2)
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_1b:
assumes "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
shows "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
proof
show "∀x. P(x)"
proof
fix a
have "P(a) ∧ Q(a)" using assms ..
thus "P(a)" ..
qed
next
show "∀x. Q(x)"
proof
fix a
have "P(a) ∧ Q(a)" using assms ..
thus "Q(a)" ..
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_1c:
assumes "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
shows "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6.2 (p. 19). Demostrar
(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x)) ⊢ ∀x. P(x) ∧ Q(x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_2a:
assumes "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
shows "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "∀x. P(x)" using assms by (rule conjunct1)
hence "P(a)" by (rule allE)
have "∀x. Q(x)" using assms by (rule conjunct2)
hence "Q(a)" by (rule allE)
with `P(a)` show "P(a) ∧ Q(a)" by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2b:
assumes "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
shows "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
proof
fix a
have "∀x. P(x)" using assms ..
hence "P(a)" by (rule allE)
have "∀x. Q(x)" using assms ..
hence "Q(a)" ..
with `P(a)` show "P(a) ∧ Q(a)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_2c:
assumes "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
shows "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6.3 (p. 20). Demostrar
⊢ ∀x. P(x) ∧ Q(x) ⟷ (∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_3a:
"(∀x. P(x) ∧ Q(x)) ⟷ ((∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x)))"
proof (rule iffI)
assume "∀x. P(x) ∧ Q(x)"
thus "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))" by (rule ejemplo_6_1a)
next
assume "(∀x. P(x)) ∧ (∀x. Q(x))"
thus "∀x. P(x) ∧ Q(x)" by (rule ejemplo_6_2a)
qed

text {*
Ejemplo 7.1 (p. 21). Demostrar
(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x)) ⊢ ∃x. P(x) ∨ Q(x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1a:
assumes "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
shows "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
using assms
proof (rule disjE)
assume "∃x. P(x)"
then obtain a where "P(a)" by (rule exE)
hence "P(a) ∨ Q(a)" by (rule disjI1)
thus "∃x. P(x) ∨ Q(x)" by (rule exI)
next
assume "∃x. Q(x)"
then obtain a where "Q(a)" by (rule exE)
hence "P(a) ∨ Q(a)" by (rule disjI2)
thus "∃x. P(x) ∨ Q(x)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_1b:
assumes "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
shows "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
using assms
proof
assume "∃x. P(x)"
then obtain a where "P(a)" ..
hence "P(a) ∨ Q(a)" ..
thus "∃x. P(x) ∨ Q(x)" ..
next
assume "∃x. Q(x)"
then obtain a where "Q(a)" ..
hence "P(a) ∨ Q(a)" ..
thus "∃x. P(x) ∨ Q(x)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_7_1c:
assumes "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
shows "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 7.2 (p. 22). Demostrar
∃x. P(x) ∨ Q(x) ⊢ (∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2a:
assumes "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
shows "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
proof -
obtain a where "P(a) ∨ Q(a)" using assms by (rule exE)
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
proof (rule disjE)
assume "P(a)"
hence "∃x. P(x)" by (rule exI)
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))" by (rule disjI1)
next
assume "Q(a)"
hence "∃x. Q(x)" by (rule exI)
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))" by (rule disjI2)
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejercicio_7_2b:
assumes "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
shows "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
proof -
obtain a where "P(a) ∨ Q(a)" using assms ..
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
proof
assume "P(a)"
hence "∃x. P(x)" ..
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))" ..
next
assume "Q(a)"
hence "∃x. Q(x)" ..
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))" ..
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejercicio_7_2c:
assumes "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
shows "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 7.3 (p. 23). Demostrar
⊢ ((∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))) ⟷ (∃x. P(x) ∨ Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_3a:
"((∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))) ⟷ (∃x. P(x) ∨ Q(x))"
proof (rule iffI)
assume "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))"
thus "∃x. P(x) ∨ Q(x)" by (rule ejemplo_7_1a)
next
assume "∃x. P(x) ∨ Q(x)"
thus "(∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))" by (rule ejemplo_7_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_7_3b:
"((∃x. P(x)) ∨ (∃x. Q(x))) ⟷ (∃x. P(x) ∨ Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.1 (p. 24). Demostrar
∃x y. P(x,y) ⊢ ∃y x. P(x,y) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1a:
assumes "∃x y. P(x,y)"
shows "∃y x. P(x,y)"
proof -
obtain a where "∃y. P(a,y)" using assms by (rule exE)
then obtain b where "P(a,b)" by (rule exE)
hence "∃x. P(x,b)" by (rule exI)
thus "∃y x. P(x,y)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_1b:
assumes "∃x y. P(x,y)"
shows "∃y x. P(x,y)"
proof -
obtain a where "∃y. P(a,y)" using assms ..
then obtain b where "P(a,b)" ..
hence "∃x. P(x,b)" ..
thus "∃y x. P(x,y)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_1c:
assumes "∃x y. P(x,y)"
shows "∃y x. P(x,y)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.2. Demostrar
∃y x. P(x,y) ⊢ ∃x y. P(x,y) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_2a:
assumes "∃y x. P(x,y)"
shows "∃x y. P(x,y)"
proof -
obtain b where "∃x. P(x,b)" using assms by (rule exE)
then obtain a where "P(a,b)" by (rule exE)
hence "∃y. P(a,y)" by (rule exI)
thus "∃x y. P(x,y)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2b:
assumes "∃y x. P(x,y)"
shows "∃x y. P(x,y)"
proof -
obtain b where "∃x. P(x,b)" using assms ..
then obtain a where "P(a,b)" ..
hence "∃y. P(a,y)" ..
thus "∃x y. P(x,y)" ..
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2c:
assumes "∃y x. P(x,y)"
shows "∃x y. P(x,y)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.3 (p. 25). Demostrar
⊢ (∃x y. P(x,y)) ⟷ (∃y x. P(x,y)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_3a:
"(∃x y. P(x,y)) ⟷ (∃y x. P(x,y))"
proof (rule iffI)
assume "∃x y. P(x,y)"
thus "∃y x. P(x,y)" by (rule ejemplo_8_1a)
next
assume "∃y x. P(x,y)"
thus "∃x y. P(x,y)" by (rule ejemplo_8_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3b:
"(∃x y. P(x,y)) ⟷ (∃y x. P(x,y))"
by auto

section {* Reglas de la igualdad *}

text {*
Las reglas básicas de la igualdad son:
· refl: t = t
· subst: ⟦s = t; P s⟧ ⟹ P t
*}

text {*
Ejemplo 9 (p. 27). Demostrar
x+1 = 1+x, x+1 > 1 ⟶ x+1 > 0 ⊢ 1+x > 1 ⟶ 1+x > 0
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9a:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 ⟶ x+1 > 0"
shows "1+x > 1 ⟶ 1+x > 0"
proof -
show "1+x > 1 ⟶ 1+x > 0" using assms by (rule subst)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9b:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 ⟶ x+1 > 0"
shows "1+x > 1 ⟶ 1+x > 0"
using assms
by (rule subst)

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9c:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 ⟶ x+1 > 0"
shows "1+x > 1 ⟶ 1+x > 0"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 27). Demostrar
x = y, y = z ⊢ x = z
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10a:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
proof -
show "x = z" using assms(2,1) by (rule subst)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10b:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
using assms(2,1)
by (rule subst)

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10c:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 28). Demostrar
s = t ⊢ t = s
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11a:
assumes "s = t"
shows "t = s"
proof -
have "s = s" by (rule refl)
with assms show "t = s" by (rule subst)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemlo_11b:
assumes "s = t"
shows "t = s"
using assms
by auto

end
</source>

Tema 8

2013-04-01T15:47:28Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="Isar"> header {* Tema 8: Deducción natural en lógica de primer orden *} theory Tema8 imports Main begin text {* El objetivo de este tema es presentar la ded...'

<source lang="Isar">
header {* Tema 8: Deducción natural en lógica de primer orden *}

theory Tema8
imports Main
begin

text {*
El objetivo de este tema es presentar la deducción natural en
lógica de primer orden con Isabelle/HOL. La presentación se
basa en los ejemplos de tema 8 del curso LMF que se encuentra
en http://goo.gl/uJj8d (que a su vez se basa en el libro de
Huth y Ryan "Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY ).

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las
transparencias de LMF donde se encuentra la demostración. *}

section {* Reglas del cuantificador universal *}

text {*
Las reglas del cuantificador universal son
· allE: \<lbrakk>\<forall>x. P x; P a \<Longrightarrow> R\<rbrakk> \<Longrightarrow> R
· allI: (\<And>x. P x) \<Longrightarrow> \<forall>x. P x
*}

text {*
Ejemplo 1 (p. 10). Demostrar que
P(c), \<forall>x. (P(x) \<longrightarrow> \<not>Q(x)) \<turnstile> \<not>Q(c)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1a:
assumes 1: "P(c)" and
2: "\<forall>x. (P(x) \<longrightarrow> \<not>Q(x))"
shows "\<not>Q(c)"
proof -
have 3: "P(c) \<longrightarrow> \<not>Q(c)" using 2 by (rule allE)
show 4: "\<not>Q(c)" using 3 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_1b:
assumes "P(c)"
"\<forall>x. (P(x) \<longrightarrow> \<not>Q(x))"
shows "\<not>Q(c)"
proof -
have "P(c) \<longrightarrow> \<not>Q(c)" using assms(2) ..
thus "\<not>Q(c)" using assms(1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_1c:
assumes "P(c)"
"\<forall>x. (P(x) \<longrightarrow> \<not>Q(x))"
shows "\<not>Q(c)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 2 (p. 11). Demostrar que
\<forall>x. (P x \<longrightarrow> \<not>(Q x)), \<forall>x. P x \<turnstile> \<forall>x. \<not>(Q x)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2a:
assumes 1: "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> \<not>(Q x))" and
2: "\<forall>x. P x"
shows "\<forall>x. \<not>(Q x)"
proof -
{ fix a
have 3: "P a \<longrightarrow> \<not>(Q a)" using 1 by (rule allE)
have 4: "P a" using 2 by (rule allE)
have 5: "\<not>(Q a)" using 3 4 by (rule mp) }
thus "\<forall>x. \<not>(Q x)" by (rule allI)
qed

-- "La demostración detallada hacia atrás es"
lemma ejemplo_2b:
assumes 1: "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> \<not>(Q x))" and
2: "\<forall>x. P x"
shows "\<forall>x. \<not>(Q x)"
proof (rule allI)
fix a
have 3: "P a \<longrightarrow> \<not>(Q a)" using 1 by (rule allE)
have 4: "P a" using 2 by (rule allE)
show 5: "\<not>(Q a)" using 3 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2c:
assumes "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> \<not>(Q x))"
"\<forall>x. P x"
shows "\<forall>x. \<not>(Q x)"
proof
fix a
have "P a" using assms(2) ..
have "P a \<longrightarrow> \<not>(Q a)" using assms(1) ..
thus "\<not>(Q a)" using `P a` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2d:
assumes "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> \<not>(Q x))"
"\<forall>x. P x"
shows "\<forall>x. \<not>(Q x)"
using assms
by auto

section {* Reglas del cuantificador existencial *}

text {*
Las reglas del cuantificador existencial son
· exI: P a \<Longrightarrow> \<exists>x. P x
· exE: \<lbrakk>\<exists>x. P x; \<And>x. P x \<Longrightarrow> Q\<rbrakk> \<Longrightarrow> Q

En la regla exE la nueva variable se introduce mediante la declaración
"obtain ... where ... by (rule exE)"
*}

text {*
Ejemplo (p. 12). Demostrar que
\<forall>x. P x \<turnstile> \<exists>x. P x
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3a:
assumes "\<forall>x. P x"
shows "\<exists>x. P x"
proof -
fix a
have "P a" using assms by (rule allE)
thus "\<exists>x. P x" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3b:
assumes "\<forall>x. P x"
shows "\<exists>x. P x"
proof -
fix a
have "P a" using assms ..
thus "\<exists>x. P x" ..
qed

-- "La demostración estructurada se puede simplificar"
lemma ejemplo_3c:
assumes "\<forall>x. P x"
shows "\<exists>x. P x"
proof (rule exI)
fix a
show "P a" using assms ..
qed

-- "La demostración estructurada se puede simplificar aún más"
lemma ejemplo_3d:
assumes "\<forall>x. P x"
shows "\<exists>x. P x"
proof
fix a
show "P a" using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3e:
assumes "\<forall>x. P x"
shows "\<exists>x. P x"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 13). Demostrar
\<forall>x. (P x \<longrightarrow> Q x), \<exists>x. P x \<turnstile> \<exists>x. Q x
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4a:
assumes 1: "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> Q x)" and
2: "\<exists>x. P x"
shows "\<exists>x. Q x"
proof -
obtain a where 3: "P a" using 2 by (rule exE)
have 4: "P a \<longrightarrow> Q a" using 1 by (rule allE)
have 5: "Q a" using 4 3 by (rule mp)
thus 6: "\<exists>x. Q x" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4b:
assumes "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> Q x)"
"\<exists>x. P x"
shows "\<exists>x. Q x"
proof -
obtain a where "P a" using assms(2) ..
have "P a \<longrightarrow> Q a" using assms(1) ..
hence "Q a" using `P a` ..
thus "\<exists>x. Q x" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4c:
assumes "\<forall>x. (P x \<longrightarrow> Q x)"
"\<exists>x. P x"
shows "\<exists>x. Q x"
using assms
by auto

section {* Demostración de equivalencias *}

text {*
Ejemplo 5.1 (p. 15). Demostrar
\<not>\<forall>x. P x \<turnstile> \<exists>x. \<not>(P x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1a:
assumes "\<not>(\<forall>x. P(x))"
shows "\<exists>x. \<not>P(x)"
proof (rule ccontr)
assume "\<not>(\<exists>x. \<not>P(x))"
have "\<forall>x. P(x)"
proof (rule allI)
fix a
show "P(a)"
proof (rule ccontr)
assume "\<not>P(a)"
hence "\<exists>x. \<not>P(x)" by (rule exI)
with `\<not>(\<exists>x. \<not>P(x))` show False by (rule notE)
qed
qed
with assms show False by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_1b:
assumes "\<not>(\<forall>x. P(x))"
shows "\<exists>x. \<not>P(x)"
proof (rule ccontr)
assume "\<not>(\<exists>x. \<not>P(x))"
have "\<forall>x. P(x)"
proof
fix a
show "P(a)"
proof (rule ccontr)
assume "\<not>P(a)"
hence "\<exists>x. \<not>P(x)" ..
with `\<not>(\<exists>x. \<not>P(x))` show False ..
qed
qed
with assms show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_1c:
assumes "\<not>(\<forall>x. P(x))"
shows "\<exists>x. \<not>P(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 5.2 (p. 16). Demostrar
\<exists>x. \<not>(P x) \<turnstile> \<not>\<forall>x. P x *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_2a:
assumes "\<exists>x. \<not>P(x)"
shows "\<not>(\<forall>x. P(x))"
proof (rule notI)
assume "\<forall>x. P(x)"
obtain a where "\<not>P(a)" using assms by (rule exE)
have "P(a)" using `\<forall>x. P(x)` by (rule allE)
with `\<not>P(a)` show False by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2b:
assumes "\<exists>x. \<not>P(x)"
shows "\<not>(\<forall>x. P(x))"
proof
assume "\<forall>x. P(x)"
obtain a where "\<not>P(a)" using assms ..
have "P(a)" using `\<forall>x. P(x)` ..
with `\<not>P(a)` show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_2c:
assumes "\<exists>x. \<not>P(x)"
shows "\<not>(\<forall>x. P(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 5.3 (p. 17). Demostrar
\<turnstile> \<not>\<forall>x. P x \<longleftrightarrow> \<exists>x. \<not>(P x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_3a:
"(\<not>(\<forall>x. P(x))) \<longleftrightarrow> (\<exists>x. \<not>P(x))"
proof (rule iffI)
assume "\<not>(\<forall>x. P(x))"
thus "\<exists>x. \<not>P(x)" by (rule ejemplo_5_1a)
next
assume "\<exists>x. \<not>P(x)"
thus "\<not>(\<forall>x. P(x))" by (rule ejemplo_5_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3b:
"(\<not>(\<forall>x. P(x))) \<longleftrightarrow> (\<exists>x. \<not>P(x))"
by auto

text {*
Ejemplo 6.1 (p. 18). Demostrar
\<forall>x. P(x) \<and> Q(x) \<turnstile> (\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1a:
assumes "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
shows "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
proof (rule conjI)
show "\<forall>x. P(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "P(a) \<and> Q(a)" using assms by (rule allE)
thus "P(a)" by (rule conjunct1)
qed
next
show "\<forall>x. Q(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "P(a) \<and> Q(a)" using assms by (rule allE)
thus "Q(a)" by (rule conjunct2)
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_1b:
assumes "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
shows "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
proof
show "\<forall>x. P(x)"
proof
fix a
have "P(a) \<and> Q(a)" using assms ..
thus "P(a)" ..
qed
next
show "\<forall>x. Q(x)"
proof
fix a
have "P(a) \<and> Q(a)" using assms ..
thus "Q(a)" ..
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_1c:
assumes "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
shows "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6.2 (p. 19). Demostrar
(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x)) \<turnstile> \<forall>x. P(x) \<and> Q(x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_2a:
assumes "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
shows "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
proof (rule allI)
fix a
have "\<forall>x. P(x)" using assms by (rule conjunct1)
hence "P(a)" by (rule allE)
have "\<forall>x. Q(x)" using assms by (rule conjunct2)
hence "Q(a)" by (rule allE)
with `P(a)` show "P(a) \<and> Q(a)" by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2b:
assumes "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
shows "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
proof
fix a
have "\<forall>x. P(x)" using assms ..
hence "P(a)" by (rule allE)
have "\<forall>x. Q(x)" using assms ..
hence "Q(a)" ..
with `P(a)` show "P(a) \<and> Q(a)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_2c:
assumes "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
shows "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6.3 (p. 20). Demostrar
\<turnstile> \<forall>x. P(x) \<and> Q(x) \<longleftrightarrow> (\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_3a:
"(\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)) \<longleftrightarrow> ((\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x)))"
proof (rule iffI)
assume "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)"
thus "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))" by (rule ejemplo_6_1a)
next
assume "(\<forall>x. P(x)) \<and> (\<forall>x. Q(x))"
thus "\<forall>x. P(x) \<and> Q(x)" by (rule ejemplo_6_2a)
qed

text {*
Ejemplo 7.1 (p. 21). Demostrar
(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x)) \<turnstile> \<exists>x. P(x) \<or> Q(x) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1a:
assumes "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
shows "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
using assms
proof (rule disjE)
assume "\<exists>x. P(x)"
then obtain a where "P(a)" by (rule exE)
hence "P(a) \<or> Q(a)" by (rule disjI1)
thus "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)" by (rule exI)
next
assume "\<exists>x. Q(x)"
then obtain a where "Q(a)" by (rule exE)
hence "P(a) \<or> Q(a)" by (rule disjI2)
thus "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_1b:
assumes "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
shows "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
using assms
proof
assume "\<exists>x. P(x)"
then obtain a where "P(a)" ..
hence "P(a) \<or> Q(a)" ..
thus "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)" ..
next
assume "\<exists>x. Q(x)"
then obtain a where "Q(a)" ..
hence "P(a) \<or> Q(a)" ..
thus "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_7_1c:
assumes "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
shows "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 7.2 (p. 22). Demostrar
\<exists>x. P(x) \<or> Q(x) \<turnstile> (\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2a:
assumes "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
shows "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
proof -
obtain a where "P(a) \<or> Q(a)" using assms by (rule exE)
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
proof (rule disjE)
assume "P(a)"
hence "\<exists>x. P(x)" by (rule exI)
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))" by (rule disjI1)
next
assume "Q(a)"
hence "\<exists>x. Q(x)" by (rule exI)
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))" by (rule disjI2)
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejercicio_7_2b:
assumes "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
shows "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
proof -
obtain a where "P(a) \<or> Q(a)" using assms ..
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
proof
assume "P(a)"
hence "\<exists>x. P(x)" ..
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))" ..
next
assume "Q(a)"
hence "\<exists>x. Q(x)" ..
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))" ..
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejercicio_7_2c:
assumes "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
shows "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 7.3 (p. 23). Demostrar
\<turnstile> ((\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))) \<longleftrightarrow> (\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_3a:
"((\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))) \<longleftrightarrow> (\<exists>x. P(x) \<or> Q(x))"
proof (rule iffI)
assume "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))"
thus "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)" by (rule ejemplo_7_1a)
next
assume "\<exists>x. P(x) \<or> Q(x)"
thus "(\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))" by (rule ejemplo_7_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_7_3b:
"((\<exists>x. P(x)) \<or> (\<exists>x. Q(x))) \<longleftrightarrow> (\<exists>x. P(x) \<or> Q(x))"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.1 (p. 24). Demostrar
\<exists>x y. P(x,y) \<turnstile> \<exists>y x. P(x,y) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1a:
assumes "\<exists>x y. P(x,y)"
shows "\<exists>y x. P(x,y)"
proof -
obtain a where "\<exists>y. P(a,y)" using assms by (rule exE)
then obtain b where "P(a,b)" by (rule exE)
hence "\<exists>x. P(x,b)" by (rule exI)
thus "\<exists>y x. P(x,y)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_1b:
assumes "\<exists>x y. P(x,y)"
shows "\<exists>y x. P(x,y)"
proof -
obtain a where "\<exists>y. P(a,y)" using assms ..
then obtain b where "P(a,b)" ..
hence "\<exists>x. P(x,b)" ..
thus "\<exists>y x. P(x,y)" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_1c:
assumes "\<exists>x y. P(x,y)"
shows "\<exists>y x. P(x,y)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.2. Demostrar
\<exists>y x. P(x,y) \<turnstile> \<exists>x y. P(x,y) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_2a:
assumes "\<exists>y x. P(x,y)"
shows "\<exists>x y. P(x,y)"
proof -
obtain b where "\<exists>x. P(x,b)" using assms by (rule exE)
then obtain a where "P(a,b)" by (rule exE)
hence "\<exists>y. P(a,y)" by (rule exI)
thus "\<exists>x y. P(x,y)" by (rule exI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2b:
assumes "\<exists>y x. P(x,y)"
shows "\<exists>x y. P(x,y)"
proof -
obtain b where "\<exists>x. P(x,b)" using assms ..
then obtain a where "P(a,b)" ..
hence "\<exists>y. P(a,y)" ..
thus "\<exists>x y. P(x,y)" ..
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2c:
assumes "\<exists>y x. P(x,y)"
shows "\<exists>x y. P(x,y)"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 8.3 (p. 25). Demostrar
\<turnstile> (\<exists>x y. P(x,y)) \<longleftrightarrow> (\<exists>y x. P(x,y)) *}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_3a:
"(\<exists>x y. P(x,y)) \<longleftrightarrow> (\<exists>y x. P(x,y))"
proof (rule iffI)
assume "\<exists>x y. P(x,y)"
thus "\<exists>y x. P(x,y)" by (rule ejemplo_8_1a)
next
assume "\<exists>y x. P(x,y)"
thus "\<exists>x y. P(x,y)" by (rule ejemplo_8_2a)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3b:
"(\<exists>x y. P(x,y)) \<longleftrightarrow> (\<exists>y x. P(x,y))"
by auto

section {* Reglas de la igualdad *}

text {*
Las reglas básicas de la igualdad son:
· refl: t = t
· subst: \<lbrakk>s = t; P s\<rbrakk> \<Longrightarrow> P t
*}

text {*
Ejemplo 9 (p. 27). Demostrar
x+1 = 1+x, x+1 > 1 \<longrightarrow> x+1 > 0 \<turnstile> 1+x > 1 \<longrightarrow> 1+x > 0
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9a:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 \<longrightarrow> x+1 > 0"
shows "1+x > 1 \<longrightarrow> 1+x > 0"
proof -
show "1+x > 1 \<longrightarrow> 1+x > 0" using assms by (rule subst)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9b:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 \<longrightarrow> x+1 > 0"
shows "1+x > 1 \<longrightarrow> 1+x > 0"
using assms
by (rule subst)

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9c:
assumes "x+1 = 1+x"
"x+1 > 1 \<longrightarrow> x+1 > 0"
shows "1+x > 1 \<longrightarrow> 1+x > 0"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 27). Demostrar
x = y, y = z \<turnstile> x = z
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10a:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
proof -
show "x = z" using assms(2,1) by (rule subst)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10b:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
using assms(2,1)
by (rule subst)

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10c:
assumes "x = y"
"y = z"
shows "x = z"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 28). Demostrar
s = t \<turnstile> t = s
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11a:
assumes "s = t"
shows "t = s"
proof -
have "s = s" by (rule refl)
with assms show "t = s" by (rule subst)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemlo_11b:
assumes "s = t"
shows "t = s"
using assms
by auto

end
</source>

Lógica matemática y fundamentos

2013-04-01T15:46:20Z

Jalonso: /* Teorías Isabelle/HOL de los temas de deducción natural */

Relación 6

2013-03-19T05:50:04Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> text {* --------------------------------------------------------------------- El objetivo de esta relación es formalizar en lógica de primer orden ...'

<source lang="isar">
text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta relación es formalizar en lógica de primer orden
argumentos expresados en lenguaje natural.

Antes de escribir la soluciones, comprobar con APLI2 la corrección de la
formalización.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Formalizar el siguiente argumento
Sócrates es un hombre.
Los hombres son mortales.
Luego, Sócrates es mortal.
Usar s para Sócrates
H(x) para x es un hombre
M(x) para x es mortal
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Formalizar el siguiente argumento
Hay estudiantes inteligentes y hay estudiantes trabajadores. Por
tanto, hay estudiantes inteligentes y trabajadores.
Usar I(x) para x es inteligente
T(x) para x es trabajador
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Formalizar el siguiente argumento
Todos los participantes son vencedores. Hay como máximo un
vencedor. Hay como máximo un participante. Por lo tanto, hay
exactamente un participante.
Usar P(x) para x es un participante
V(x) para x es un vencedor
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Formalizar el siguiente argumento
Todo aquel que entre en el país y no sea un VIP será cacheado por
un aduanero. Hay un contrabandista que entra en el país y que solo
podrá ser cacheado por contrabandistas. Ningún contrabandista es un
VIP. Por tanto, algún aduanero es contrabandista.
Usar A(x) para x es aduanero
Ca(x,y) para x cachea a y
Co(x) para x es contrabandista
E(x) para x entra en el pais
V(x) para x es un VIP
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Formalizar el siguiente argumento
Juan teme a María. Pedro es temido por Juan. Luego, alguien teme a
María y a Pedro.
Usar j para Juan
m para María
p para Pedro
T(x,y) para x teme a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Formalizar el siguiente argumento
Los hermanos tienen el mismo padre. Juan es hermano de Luis. Carlos
es padre de Luis. Por tanto, Carlos es padre de Juan.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
P(x,y) para x es padre de y
j para Juan
l para Luis
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Formalizar el siguiente argumento
La existencia de algún canal de TV pública, supone un acicate para
cualquier canal de TV privada; el que un canal de TV tenga un
acicate, supone una gran satisfacción para cualquiera de sus
directivos; en Madrid hay varios canales públicos de TV; TV5 es un
canal de TV privada; por tanto, todos los directivos de TV5 están
satisfechos.
Usar Pu(x) para x es un canal de TV pública
Pr(x) para x es un canal de TV privada
A(x) para x posee un acicate
D(x,y) para x es un directivo del canal y
S(x) para x está satisfecho
t para TV5
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Formalizar el siguiente argumento
Quien intente entrar en un país y no tenga pasaporte, encontrará
algún aduanero que le impida el paso. A algunas personas
motorizadas que intentan entrar en un país le impiden el paso
únicamente personas motorizadas. Ninguna persona motorizada tiene
pasaporte. Por tanto, ciertos aduaneros están motorizados.
Usar E(x) para x entra en un país
P(x) para x tiene pasaporte
A(x) para x es aduanero
I(x,y) para x impide el paso a y
M(x) para x está motorizada
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Formalizar el siguiente argumento
Los aficionados al fútbol aplauden a cualquier futbolista
extranjero. Juanito no aplaude a futbolistas extranjeros. Por
tanto, si hay algún futbolista extranjero nacionalizado español,
Juanito no es aficionado al fútbol.
Usar Af(x) para x es aficicionado al fútbol
Ap(x,y) para x aplaude a y
E(x) para x es un futbolista extranjero
N(x) para x es un futbolista nacionalizado español
j para Juanito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Formalizar el siguiente argumento
Ningún aristócrata debe ser condenado a galeras a menos que sus
crímenes sean vergonzosos y lleve una vida licenciosa. En la ciudad
hay aristócratas que han cometido crímenes vergonzosos aunque su
forma de vida no sea licenciosa. Por tanto, hay algún aristócrata
que no está condenado a galeras.
Usar A(x) para x es aristócrata
G(x) para x está condenado a galeras
L(x) para x lleva una vida licenciosa
V(x) para x ha cometido crímenes vergonzoso
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Formalizar el siguiente argumento
Todo individuo que esté conforme con el contenido de cualquier
acuerdo internacional lo apoya o se inhibe en absoluto de asuntos
políticos. Cualquiera que se inhiba de los asuntos políticos, no
participará en el próximo referéndum. Todo español, está conforme
con el acuerdo internacional de Maastricht, al que sin embargo no
apoya. Por tanto, cualquier individuo o no es español, o en otro
caso, está conforme con el contenido del acuerdo internacional de
Maastricht y no participará en el próximo referéndum.
Usar C(x,y) para la persona x conforme con el contenido del acuerdo y
A(x,y) para la persona x apoya el acuerdo y
I(x) para la persona x se inibe de asuntos políticos
R(x) para la persona x participará en el próximo referéndum
E(x) para la persona x es española
m para el acuerdo de Maastricht
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Formalizar el siguiente argumento
Toda persona pobre tiene un padre rico. Por tanto, existe una
persona rica que tiene un abuelo rico.
Usar R(x) para x es rico
p(x) para el padre de x
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Formalizar el siguiente argumento
Todo deprimido que estima a un submarinista es listo. Cualquiera
que se estime a sí mismo es listo. Ningún deprimido se estima a sí
mismo. Por tanto, ningún deprimido estima a un submarinista.
Usar D(x) para x está deprimido
E(x,y) para x estima a y
L(x) para x es listo
S(x) para x es submarinista
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Formalizar el siguiente argumento
Todos los robots obedecen a los amigos del programador jefe.
Alvaro es amigo del programador jefe, pero Benito no le
obedece. Por tanto, Benito no es un robot.
Usar R(x) para x es un robot
Ob(x,y) para x obedece a y
A(x) para x es amigo del programador jefe
b para Benito
a para Alvaro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Formalizar el siguiente argumento
En una pecera nadan una serie de peces. Se observa que:
* Hay algún pez x que para cualquier pez y, si el pez x no se come
al pez y entonces existe un pez z tal que z es un tiburón o bien
z protege al pez y.
* No hay ningún pez que se coma a todos los demás.
* Ningún pez protege a ningún otro.
Por tanto, existe algún tiburón en la pecera.
Usar C(x,y) para x se come a y
P(x,y) para x protege a y
T(x) para x es un tiburón
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Formalizar el siguiente argumento
Supongamos conocidos los siguientes hechos acerca del número de
aprobados de dos asignaturas A y B:
* Si todos los alumnos aprueban la asignatura A, entonces todos
aprueban la asignatura B.
* Si algún delegado de la clase aprueba A y B, entonces todos los
alumnos aprueban A.
* Si nadie aprueba B, entonces ningún delegado aprueba A.
* Si Manuel no aprueba B, entonces nadie aprueba B.
Por tanto, si Manuel es un delegado y aprueba la asignatura A,
entonces todos los alumnos aprueban las asignaturas A y B.
Usar A(x,y) para x aprueba la asignatura y
D(x) para x es delegado
m para Manuel
a para la asignatura A
b para la asignatura B
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Formalizar el siguiente argumento
En cierto país oriental se ha celebrado la fase final del
campeonato mundial de fútbol. Cierto diario deportivo ha publicado
las siguientes estadísticas de tan magno acontecimiento:
* A todos los porteros que no vistieron camiseta negra les marcó un
gol algún delantero europeo.
* Algún portero jugó con botas blancas y sólo le marcaron goles
jugadores con botas blancas.
* Ningún portero se marcó un gol a sí mismo.
* Ningún jugador con botas blancas vistió camiseta negra.
Por tanto, algún delantero europeo jugó con botas blancas.
Usar P(x) para x es portero
D(x) para x es delantero europeo
N(x) para x viste camiseta negra
B(x) para x juega con botas blancas
M(x,y) para x marcó un gol a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 18. Formalizar el siguiente argumento
Las relaciones de parentesco verifican la siguientes propiedades
generales:
* Si x es hermano de y, entonces y es hermano de x.
* Todo el mundo es hijo de alguien.
* Nadie es hijo del hermano de su padre.
* Cualquier padre de una persona es también padre de todos los
hermanos de esa persona.
* Nadie es hijo ni hermano de sí mismo.
Tenemos los siguientes miembros de la familia Peláez: Don Antonio,
Don Luis, Antoñito y Manolito y sabemos que Don Antonio y Don Luis
son hermanos, Antoñito y Manolito son hermanos, y Antoñito es hijo
de Don Antonio. Por tanto, Don Luis no es el padre de Manolito.
Usar A para Don Antonio
He(x,y) para x es hermano de y
Hi(x,y) para x es hijo de y
L para Don Luis
a para Antoñito
m para Manolito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 19. [Problema del apisonador de Schubert (en inglés,
"Schubert’s steamroller")] Formalizar el siguiente argumento
Si uno de los miembros del club afeita a algún otro (incluido a
sí mismo), entonces todos los miembros del club lo han afeitado
a él (aunque no necesariamente al mismo tiempo). Guido, Lorenzo,
Petruccio y Cesare pertenecen al club de barberos. Guido ha
afeitado a Cesare. Por tanto, Petruccio ha afeitado a Lorenzo.
Usar g para Guido
l para Lorenzo
p para Petruccio
c para Cesare
B(x) para x es un miembro del club de barberos
A(x,y) para x ha afeitado a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 20. Formalizar el siguiente argumento
Carlos afeita a todos los habitantes de Las Chinas que no se
afeitan a sí mismo y sólo a ellos. Carlos es un habitante de las
Chinas. Por consiguiente, Carlos no afeita a nadie.
Usar A(x,y) para x afeita a y
C(x) para x es un habitante de Las Chinas
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 21. Formalizar el siguiente argumento
Quien desprecia a todos los fanáticos desprecia también a todos los
políticos. Alguien no desprecia a un determinado político. Por
consiguiente, hay un fanático al que no todo el mundo desprecia.
Usar D(x,y) para x desprecia a y
F(x) para x es fanático
P(x) para x es político
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 22. Formalizar el siguiente argumento
El hombre puro ama todo lo que es puro. Por tanto, el hombre puro
se ama a sí mismo.
Usar A(x,y) para x ama a y
H(x) para x es un hombre
P(x) para x es puro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 23. Formalizar el siguiente argumento
Ningún socio del club está en deuda con el tesorero del club. Si
un socio del club no paga su cuota está en deuda con el tesorero
del club. Por tanto, si el tesorero del club es socio del club,
entonces paga su cuota.
Usar P(x) para x es socio del club
Q(x) para x paga su cuota
R(x) para x está en deuda con el tesorero
a para el tesorero del club
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Formalizar el siguiente argumento
1. Los lobos, zorros, pájaros, orugas y caracoles son animales y
existen algunos ejemplares de estos animales.
2. También hay algunas semillas y las semillas son plantas.
3. A todo animal le gusta o bien comer todo tipo de plantas o bien
le gusta comerse a todos los animales más pequeños que él mismo
que gustan de comer algunas plantas.
4. Las orugas y los caracoles son mucho más pequeños que los
pájaros, que son mucho más pequeños que los zorros que a su vez
son mucho más pequeños que los lobos.
5. A los lobos no les gusta comer ni zorros ni semillas, mientras
que a los pájaros les gusta comer orugas pero no caracoles.
6. Las orugas y los caracoles gustan de comer algunas plantas.
7. Luego, existe un animal al que le gusta comerse un animal al que
le gusta comer semillas.
Usar A(x) para x es un animal
Ca(x) para x es un caracol
Co(x,y) para x le gusta comerse a y
L(x) para x es un lobo
M(x,y) para x es más pequeño que y
Or(x) para x es una oruga
Pa(x) para x es un pájaro
Pl(x) para x es una planta
S(x) para x es una semilla
Z(x) para x es un zorro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Formalizar el siguiente argumento
Rosa ama a Curro. Paco no simpatiza con Ana. Quien no simpatiza con
Ana ama a Rosa. Si una persona ama a otra, la segunda ama a la
primera. Hay como máximo una persona que ama a Rosa. Por tanto,
Paco es Curro.
Usar A(x,y) para x ama a y
S(x,y) para x simpatiza con y
a para Ana
c para Curro
p para Paco
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Formalizar el siguiente argumento
Sólo hay un sofista que enseña gratuitamente, y éste es
Sócrates. Sócrates argumenta mejor que ningún otro sofista. Platón
argumenta mejor que algún sofista que enseña gratuitamente. Si una
persona argumenta mejor que otra segunda, entonces la segunda no
argumenta mejor que la primera. Por consiguiente, Platón no es un
sofista.
Usar G(x) para x enseña gratuitamente
M(x,y) para x argumenta mejor que y
S(x) para x es un sofista
p para Platón
s para Sócrates
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 27. Formalizar el siguiente argumento
Todos los filósofos se han preguntado qué es la filosofía. Los que
se preguntan qué es la filosofía se vuelven locos. Nietzsche es
filósofo. El maestro de Nietzsche no acabó loco. Por tanto,
Nietzsche y su maestro son diferentes personas.
Usar F(x) para x es filósofo
L(x) para x se vuelve loco
P(x) para x se ha preguntado qué es la filosofía.
m para el maestro de Nietzsche
n para Nietzsche
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 28. Formalizar el siguiente argumento
Los padres son mayores que los hijos. Juan es el padre de Luis. Por
tanto, Juan es mayor que Luis.
Usar M(x,y) para x es mayor que y
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 29. Formalizar el siguiente argumento
El esposo de la hermana de Toni es Roberto. La hermana de Toni es
María. Por tanto, el esposo de María es Roberto.
Usar e(x) para el esposo de x
h para la hermana de Toni
m para María
r para Roberto
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 30. Formalizar el siguiente argumento
Luis y Jaime tienen el mismo padre. La madre de Rosa es
Eva. Eva ama a Carlos. Carlos es el padre de Jaime. Por tanto,
la madre de Rosa ama al padre de Luis.
Usar A(x,y) para x ama a y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
c para Carlos
e para Eva
j para Jaime
l para Luis
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 31. Formalizar el siguiente argumento
Si dos personas son hermanos, entonces tienen la misma madre y el
mismo padre. Juan es hermano de Luis. Por tanto, la madre del padre
de Juan es la madre del padre de Luis.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 32. Formalizar el siguiente argumento
Todos los miembros del claustro son asturianos. El secretario forma
parte del claustro. El señor Martínez es el secretario. Por tanto,
el señor Martínez es asturiano.
Usar C(x) para x es miembro del claustro
A(x) para x es asturiano
s para el secretario
m para el señor Martínez
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 33. Formalizar el siguiente argumento
Eduardo pudo haber visto al asesino. Antonio fue el primer testigo
de la defensa. O Eduardo estaba en clase o Antonio dio falso
testimonio. Nadie en clase pudo haber visto al asesino. Luego, el
primer testigo de la defensa dio falso testimonio.
Usar C(x) para x estaba en clase
F(x) para x dio falso testimonio
V(x) para x pudo haber visto al asesino
a para Antonio
e para Eduardo
p para el primer testigo de la defensa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 34. Formalizar el siguiente argumento
La luna hoy es redonda. La luna de hace dos semanas tenía forma de
cuarto creciente. Luna no hay más que una, es decir, siempre es la
misma. Luego existe algo que es a la vez redondo y con forma de
cuarto creciente.
Usar L(x) para la luna del momento x
R(x) para x es redonda
C(x) para x tiene forma de cuarto creciente
h para hoy
d para hace dos semanas
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 35. Formalizar el siguiente argumento
Juana sólo tiene un marido. Juana está casada con Tomás. Tomás es
delgado y Guillermo no. Luego, Juana no está casada con Guillermo.
Usar D(x) para x es delgado
C(x,y) para x está casada con y
g para Guillermo
j para Juana
t para Tomás
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 36. Formalizar el siguiente argumento
Sultán no es Chitón. Sultán no obtendrá un plátano a menos que
pueda resolver cualquier problema. Si el chimpancé Chitón trabaja
más que Sultán resolverá problemas que Sultán no puede resolver.
Todos los chimpancés distintos de Sultán trabajan más que Sultán.
Por consiguiente, Sultán no obtendrá un plátano.
Usar Pl(x) para x obtiene el plátano
Pr(x) para x es un problema
R(x,y) para x resuelve y
T(x,y) para x trabaja más que y
c para Chitón
s para Sultán
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Rel 6

2013-03-19T05:49:52Z

Jalonso: Protegió «Rel 6» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

Rel 6

2013-03-19T05:49:33Z

Jalonso:

Rel 6

2013-03-19T05:49:01Z

Jalonso:

<source lang="isar">
text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta relación es formalizar en lógica de primer orden
argumentos expresados en lenguaje natural.

Antes de escribir la soluciones, comprobar con APLI2 la corrección de la
formalización.
------------------------------------------------------------------ *}

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

lemma no_ex: "¬(∃x. P(x)) ⟹ ∀x. ¬P(x)"
by auto

lemma no_para_todo: "¬(∀x. P(x)) ⟹ ∃x. ¬P(x)"
by auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Formalizar el siguiente argumento
Sócrates es un hombre.
Los hombres son mortales.
Luego, Sócrates es mortal.
Usar s para Sócrates
H(x) para x es un hombre
M(x) para x es mortal
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Formalizar el siguiente argumento
Hay estudiantes inteligentes y hay estudiantes trabajadores. Por
tanto, hay estudiantes inteligentes y trabajadores.
Usar I(x) para x es inteligente
T(x) para x es trabajador
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Formalizar el siguiente argumento
Todos los participantes son vencedores. Hay como máximo un
vencedor. Hay como máximo un participante. Por lo tanto, hay
exactamente un participante.
Usar P(x) para x es un participante
V(x) para x es un vencedor
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Formalizar el siguiente argumento
Todo aquel que entre en el país y no sea un VIP será cacheado por
un aduanero. Hay un contrabandista que entra en el país y que solo
podrá ser cacheado por contrabandistas. Ningún contrabandista es un
VIP. Por tanto, algún aduanero es contrabandista.
Usar A(x) para x es aduanero
Ca(x,y) para x cachea a y
Co(x) para x es contrabandista
E(x) para x entra en el pais
V(x) para x es un VIP
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Formalizar el siguiente argumento
Juan teme a María. Pedro es temido por Juan. Luego, alguien teme a
María y a Pedro.
Usar j para Juan
m para María
p para Pedro
T(x,y) para x teme a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Formalizar el siguiente argumento
Los hermanos tienen el mismo padre. Juan es hermano de Luis. Carlos
es padre de Luis. Por tanto, Carlos es padre de Juan.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
P(x,y) para x es padre de y
j para Juan
l para Luis
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Formalizar el siguiente argumento
La existencia de algún canal de TV pública, supone un acicate para
cualquier canal de TV privada; el que un canal de TV tenga un
acicate, supone una gran satisfacción para cualquiera de sus
directivos; en Madrid hay varios canales públicos de TV; TV5 es un
canal de TV privada; por tanto, todos los directivos de TV5 están
satisfechos.
Usar Pu(x) para x es un canal de TV pública
Pr(x) para x es un canal de TV privada
A(x) para x posee un acicate
D(x,y) para x es un directivo del canal y
S(x) para x está satisfecho
t para TV5
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Formalizar el siguiente argumento
Quien intente entrar en un país y no tenga pasaporte, encontrará
algún aduanero que le impida el paso. A algunas personas
motorizadas que intentan entrar en un país le impiden el paso
únicamente personas motorizadas. Ninguna persona motorizada tiene
pasaporte. Por tanto, ciertos aduaneros están motorizados.
Usar E(x) para x entra en un país
P(x) para x tiene pasaporte
A(x) para x es aduanero
I(x,y) para x impide el paso a y
M(x) para x está motorizada
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Formalizar el siguiente argumento
Los aficionados al fútbol aplauden a cualquier futbolista
extranjero. Juanito no aplaude a futbolistas extranjeros. Por
tanto, si hay algún futbolista extranjero nacionalizado español,
Juanito no es aficionado al fútbol.
Usar Af(x) para x es aficicionado al fútbol
Ap(x,y) para x aplaude a y
E(x) para x es un futbolista extranjero
N(x) para x es un futbolista nacionalizado español
j para Juanito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Formalizar el siguiente argumento
Ningún aristócrata debe ser condenado a galeras a menos que sus
crímenes sean vergonzosos y lleve una vida licenciosa. En la ciudad
hay aristócratas que han cometido crímenes vergonzosos aunque su
forma de vida no sea licenciosa. Por tanto, hay algún aristócrata
que no está condenado a galeras.
Usar A(x) para x es aristócrata
G(x) para x está condenado a galeras
L(x) para x lleva una vida licenciosa
V(x) para x ha cometido crímenes vergonzoso
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Formalizar el siguiente argumento
Todo individuo que esté conforme con el contenido de cualquier
acuerdo internacional lo apoya o se inhibe en absoluto de asuntos
políticos. Cualquiera que se inhiba de los asuntos políticos, no
participará en el próximo referéndum. Todo español, está conforme
con el acuerdo internacional de Maastricht, al que sin embargo no
apoya. Por tanto, cualquier individuo o no es español, o en otro
caso, está conforme con el contenido del acuerdo internacional de
Maastricht y no participará en el próximo referéndum.
Usar C(x,y) para la persona x conforme con el contenido del acuerdo y
A(x,y) para la persona x apoya el acuerdo y
I(x) para la persona x se inibe de asuntos políticos
R(x) para la persona x participará en el próximo referéndum
E(x) para la persona x es española
m para el acuerdo de Maastricht
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Formalizar el siguiente argumento
Toda persona pobre tiene un padre rico. Por tanto, existe una
persona rica que tiene un abuelo rico.
Usar R(x) para x es rico
p(x) para el padre de x
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Formalizar el siguiente argumento
Todo deprimido que estima a un submarinista es listo. Cualquiera
que se estime a sí mismo es listo. Ningún deprimido se estima a sí
mismo. Por tanto, ningún deprimido estima a un submarinista.
Usar D(x) para x está deprimido
E(x,y) para x estima a y
L(x) para x es listo
S(x) para x es submarinista
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Formalizar el siguiente argumento
Todos los robots obedecen a los amigos del programador jefe.
Alvaro es amigo del programador jefe, pero Benito no le
obedece. Por tanto, Benito no es un robot.
Usar R(x) para x es un robot
Ob(x,y) para x obedece a y
A(x) para x es amigo del programador jefe
b para Benito
a para Alvaro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Formalizar el siguiente argumento
En una pecera nadan una serie de peces. Se observa que:
* Hay algún pez x que para cualquier pez y, si el pez x no se come
al pez y entonces existe un pez z tal que z es un tiburón o bien
z protege al pez y.
* No hay ningún pez que se coma a todos los demás.
* Ningún pez protege a ningún otro.
Por tanto, existe algún tiburón en la pecera.
Usar C(x,y) para x se come a y
P(x,y) para x protege a y
T(x) para x es un tiburón
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Formalizar el siguiente argumento
Supongamos conocidos los siguientes hechos acerca del número de
aprobados de dos asignaturas A y B:
* Si todos los alumnos aprueban la asignatura A, entonces todos
aprueban la asignatura B.
* Si algún delegado de la clase aprueba A y B, entonces todos los
alumnos aprueban A.
* Si nadie aprueba B, entonces ningún delegado aprueba A.
* Si Manuel no aprueba B, entonces nadie aprueba B.
Por tanto, si Manuel es un delegado y aprueba la asignatura A,
entonces todos los alumnos aprueban las asignaturas A y B.
Usar A(x,y) para x aprueba la asignatura y
D(x) para x es delegado
m para Manuel
a para la asignatura A
b para la asignatura B
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Formalizar el siguiente argumento
En cierto país oriental se ha celebrado la fase final del
campeonato mundial de fútbol. Cierto diario deportivo ha publicado
las siguientes estadísticas de tan magno acontecimiento:
* A todos los porteros que no vistieron camiseta negra les marcó un
gol algún delantero europeo.
* Algún portero jugó con botas blancas y sólo le marcaron goles
jugadores con botas blancas.
* Ningún portero se marcó un gol a sí mismo.
* Ningún jugador con botas blancas vistió camiseta negra.
Por tanto, algún delantero europeo jugó con botas blancas.
Usar P(x) para x es portero
D(x) para x es delantero europeo
N(x) para x viste camiseta negra
B(x) para x juega con botas blancas
M(x,y) para x marcó un gol a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 18. Formalizar el siguiente argumento
Las relaciones de parentesco verifican la siguientes propiedades
generales:
* Si x es hermano de y, entonces y es hermano de x.
* Todo el mundo es hijo de alguien.
* Nadie es hijo del hermano de su padre.
* Cualquier padre de una persona es también padre de todos los
hermanos de esa persona.
* Nadie es hijo ni hermano de sí mismo.
Tenemos los siguientes miembros de la familia Peláez: Don Antonio,
Don Luis, Antoñito y Manolito y sabemos que Don Antonio y Don Luis
son hermanos, Antoñito y Manolito son hermanos, y Antoñito es hijo
de Don Antonio. Por tanto, Don Luis no es el padre de Manolito.
Usar A para Don Antonio
He(x,y) para x es hermano de y
Hi(x,y) para x es hijo de y
L para Don Luis
a para Antoñito
m para Manolito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 19. [Problema del apisonador de Schubert (en inglés,
"Schubert’s steamroller")] Formalizar el siguiente argumento
Si uno de los miembros del club afeita a algún otro (incluido a
sí mismo), entonces todos los miembros del club lo han afeitado
a él (aunque no necesariamente al mismo tiempo). Guido, Lorenzo,
Petruccio y Cesare pertenecen al club de barberos. Guido ha
afeitado a Cesare. Por tanto, Petruccio ha afeitado a Lorenzo.
Usar g para Guido
l para Lorenzo
p para Petruccio
c para Cesare
B(x) para x es un miembro del club de barberos
A(x,y) para x ha afeitado a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 20. Formalizar el siguiente argumento
Carlos afeita a todos los habitantes de Las Chinas que no se
afeitan a sí mismo y sólo a ellos. Carlos es un habitante de las
Chinas. Por consiguiente, Carlos no afeita a nadie.
Usar A(x,y) para x afeita a y
C(x) para x es un habitante de Las Chinas
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 21. Formalizar el siguiente argumento
Quien desprecia a todos los fanáticos desprecia también a todos los
políticos. Alguien no desprecia a un determinado político. Por
consiguiente, hay un fanático al que no todo el mundo desprecia.
Usar D(x,y) para x desprecia a y
F(x) para x es fanático
P(x) para x es político
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 22. Formalizar el siguiente argumento
El hombre puro ama todo lo que es puro. Por tanto, el hombre puro
se ama a sí mismo.
Usar A(x,y) para x ama a y
H(x) para x es un hombre
P(x) para x es puro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 23. Formalizar el siguiente argumento
Ningún socio del club está en deuda con el tesorero del club. Si
un socio del club no paga su cuota está en deuda con el tesorero
del club. Por tanto, si el tesorero del club es socio del club,
entonces paga su cuota.
Usar P(x) para x es socio del club
Q(x) para x paga su cuota
R(x) para x está en deuda con el tesorero
a para el tesorero del club
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Formalizar el siguiente argumento
1. Los lobos, zorros, pájaros, orugas y caracoles son animales y
existen algunos ejemplares de estos animales.
2. También hay algunas semillas y las semillas son plantas.
3. A todo animal le gusta o bien comer todo tipo de plantas o bien
le gusta comerse a todos los animales más pequeños que él mismo
que gustan de comer algunas plantas.
4. Las orugas y los caracoles son mucho más pequeños que los
pájaros, que son mucho más pequeños que los zorros que a su vez
son mucho más pequeños que los lobos.
5. A los lobos no les gusta comer ni zorros ni semillas, mientras
que a los pájaros les gusta comer orugas pero no caracoles.
6. Las orugas y los caracoles gustan de comer algunas plantas.
7. Luego, existe un animal al que le gusta comerse un animal al que
le gusta comer semillas.
Usar A(x) para x es un animal
Ca(x) para x es un caracol
Co(x,y) para x le gusta comerse a y
L(x) para x es un lobo
M(x,y) para x es más pequeño que y
Or(x) para x es una oruga
Pa(x) para x es un pájaro
Pl(x) para x es una planta
S(x) para x es una semilla
Z(x) para x es un zorro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Formalizar el siguiente argumento
Rosa ama a Curro. Paco no simpatiza con Ana. Quien no simpatiza con
Ana ama a Rosa. Si una persona ama a otra, la segunda ama a la
primera. Hay como máximo una persona que ama a Rosa. Por tanto,
Paco es Curro.
Usar A(x,y) para x ama a y
S(x,y) para x simpatiza con y
a para Ana
c para Curro
p para Paco
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Formalizar el siguiente argumento
Sólo hay un sofista que enseña gratuitamente, y éste es
Sócrates. Sócrates argumenta mejor que ningún otro sofista. Platón
argumenta mejor que algún sofista que enseña gratuitamente. Si una
persona argumenta mejor que otra segunda, entonces la segunda no
argumenta mejor que la primera. Por consiguiente, Platón no es un
sofista.
Usar G(x) para x enseña gratuitamente
M(x,y) para x argumenta mejor que y
S(x) para x es un sofista
p para Platón
s para Sócrates
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 27. Formalizar el siguiente argumento
Todos los filósofos se han preguntado qué es la filosofía. Los que
se preguntan qué es la filosofía se vuelven locos. Nietzsche es
filósofo. El maestro de Nietzsche no acabó loco. Por tanto,
Nietzsche y su maestro son diferentes personas.
Usar F(x) para x es filósofo
L(x) para x se vuelve loco
P(x) para x se ha preguntado qué es la filosofía.
m para el maestro de Nietzsche
n para Nietzsche
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 28. Formalizar el siguiente argumento
Los padres son mayores que los hijos. Juan es el padre de Luis. Por
tanto, Juan es mayor que Luis.
Usar M(x,y) para x es mayor que y
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 29. Formalizar el siguiente argumento
El esposo de la hermana de Toni es Roberto. La hermana de Toni es
María. Por tanto, el esposo de María es Roberto.
Usar e(x) para el esposo de x
h para la hermana de Toni
m para María
r para Roberto
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 30. Formalizar el siguiente argumento
Luis y Jaime tienen el mismo padre. La madre de Rosa es
Eva. Eva ama a Carlos. Carlos es el padre de Jaime. Por tanto,
la madre de Rosa ama al padre de Luis.
Usar A(x,y) para x ama a y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
c para Carlos
e para Eva
j para Jaime
l para Luis
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 31. Formalizar el siguiente argumento
Si dos personas son hermanos, entonces tienen la misma madre y el
mismo padre. Juan es hermano de Luis. Por tanto, la madre del padre
de Juan es la madre del padre de Luis.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 32. Formalizar el siguiente argumento
Todos los miembros del claustro son asturianos. El secretario forma
parte del claustro. El señor Martínez es el secretario. Por tanto,
el señor Martínez es asturiano.
Usar C(x) para x es miembro del claustro
A(x) para x es asturiano
s para el secretario
m para el señor Martínez
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 33. Formalizar el siguiente argumento
Eduardo pudo haber visto al asesino. Antonio fue el primer testigo
de la defensa. O Eduardo estaba en clase o Antonio dio falso
testimonio. Nadie en clase pudo haber visto al asesino. Luego, el
primer testigo de la defensa dio falso testimonio.
Usar C(x) para x estaba en clase
F(x) para x dio falso testimonio
V(x) para x pudo haber visto al asesino
a para Antonio
e para Eduardo
p para el primer testigo de la defensa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 34. Formalizar el siguiente argumento
La luna hoy es redonda. La luna de hace dos semanas tenía forma de
cuarto creciente. Luna no hay más que una, es decir, siempre es la
misma. Luego existe algo que es a la vez redondo y con forma de
cuarto creciente.
Usar L(x) para la luna del momento x
R(x) para x es redonda
C(x) para x tiene forma de cuarto creciente
h para hoy
d para hace dos semanas
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 35. Formalizar el siguiente argumento
Juana sólo tiene un marido. Juana está casada con Tomás. Tomás es
delgado y Guillermo no. Luego, Juana no está casada con Guillermo.
Usar D(x) para x es delgado
C(x,y) para x está casada con y
g para Guillermo
j para Juana
t para Tomás
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 36. Formalizar el siguiente argumento
Sultán no es Chitón. Sultán no obtendrá un plátano a menos que
pueda resolver cualquier problema. Si el chimpancé Chitón trabaja
más que Sultán resolverá problemas que Sultán no puede resolver.
Todos los chimpancés distintos de Sultán trabajan más que Sultán.
Por consiguiente, Sultán no obtendrá un plátano.
Usar Pl(x) para x obtiene el plátano
Pr(x) para x es un problema
R(x,y) para x resuelve y
T(x,y) para x trabaja más que y
c para Chitón
s para Sultán
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Rel 6

2013-03-19T05:47:23Z

<source lang="isar">
text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta relación es formalizar en lógica de primer orden
argumentos expresados en lenguaje natural.

Antes de escribir la soluciones, comprobar con APLI2 la corrección de la
formalización.
------------------------------------------------------------------ *}

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

lemma notnotI: "P \<Longrightarrow> \<not>\<not> P"
by auto

lemma mt: "\<lbrakk>F \<longrightarrow> G; \<not>G\<rbrakk> \<Longrightarrow> \<not>F"
by auto

lemma no_ex: "\<not>(\<exists>x. P(x)) \<Longrightarrow> \<forall>x. \<not>P(x)"
by auto

lemma no_para_todo: "\<not>(\<forall>x. P(x)) \<Longrightarrow> \<exists>x. \<not>P(x)"
by auto

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Formalizar el siguiente argumento
Sócrates es un hombre.
Los hombres son mortales.
Luego, Sócrates es mortal.
Usar s para Sócrates
H(x) para x es un hombre
M(x) para x es mortal
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Formalizar el siguiente argumento
Hay estudiantes inteligentes y hay estudiantes trabajadores. Por
tanto, hay estudiantes inteligentes y trabajadores.
Usar I(x) para x es inteligente
T(x) para x es trabajador
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Formalizar el siguiente argumento
Todos los participantes son vencedores. Hay como máximo un
vencedor. Hay como máximo un participante. Por lo tanto, hay
exactamente un participante.
Usar P(x) para x es un participante
V(x) para x es un vencedor
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Formalizar el siguiente argumento
Todo aquel que entre en el país y no sea un VIP será cacheado por
un aduanero. Hay un contrabandista que entra en el país y que solo
podrá ser cacheado por contrabandistas. Ningún contrabandista es un
VIP. Por tanto, algún aduanero es contrabandista.
Usar A(x) para x es aduanero
Ca(x,y) para x cachea a y
Co(x) para x es contrabandista
E(x) para x entra en el pais
V(x) para x es un VIP
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Formalizar el siguiente argumento
Juan teme a María. Pedro es temido por Juan. Luego, alguien teme a
María y a Pedro.
Usar j para Juan
m para María
p para Pedro
T(x,y) para x teme a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Formalizar el siguiente argumento
Los hermanos tienen el mismo padre. Juan es hermano de Luis. Carlos
es padre de Luis. Por tanto, Carlos es padre de Juan.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
P(x,y) para x es padre de y
j para Juan
l para Luis
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Formalizar el siguiente argumento
La existencia de algún canal de TV pública, supone un acicate para
cualquier canal de TV privada; el que un canal de TV tenga un
acicate, supone una gran satisfacción para cualquiera de sus
directivos; en Madrid hay varios canales públicos de TV; TV5 es un
canal de TV privada; por tanto, todos los directivos de TV5 están
satisfechos.
Usar Pu(x) para x es un canal de TV pública
Pr(x) para x es un canal de TV privada
A(x) para x posee un acicate
D(x,y) para x es un directivo del canal y
S(x) para x está satisfecho
t para TV5
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Formalizar el siguiente argumento
Quien intente entrar en un país y no tenga pasaporte, encontrará
algún aduanero que le impida el paso. A algunas personas
motorizadas que intentan entrar en un país le impiden el paso
únicamente personas motorizadas. Ninguna persona motorizada tiene
pasaporte. Por tanto, ciertos aduaneros están motorizados.
Usar E(x) para x entra en un país
P(x) para x tiene pasaporte
A(x) para x es aduanero
I(x,y) para x impide el paso a y
M(x) para x está motorizada
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Formalizar el siguiente argumento
Los aficionados al fútbol aplauden a cualquier futbolista
extranjero. Juanito no aplaude a futbolistas extranjeros. Por
tanto, si hay algún futbolista extranjero nacionalizado español,
Juanito no es aficionado al fútbol.
Usar Af(x) para x es aficicionado al fútbol
Ap(x,y) para x aplaude a y
E(x) para x es un futbolista extranjero
N(x) para x es un futbolista nacionalizado español
j para Juanito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Formalizar el siguiente argumento
Ningún aristócrata debe ser condenado a galeras a menos que sus
crímenes sean vergonzosos y lleve una vida licenciosa. En la ciudad
hay aristócratas que han cometido crímenes vergonzosos aunque su
forma de vida no sea licenciosa. Por tanto, hay algún aristócrata
que no está condenado a galeras.
Usar A(x) para x es aristócrata
G(x) para x está condenado a galeras
L(x) para x lleva una vida licenciosa
V(x) para x ha cometido crímenes vergonzoso
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Formalizar el siguiente argumento
Todo individuo que esté conforme con el contenido de cualquier
acuerdo internacional lo apoya o se inhibe en absoluto de asuntos
políticos. Cualquiera que se inhiba de los asuntos políticos, no
participará en el próximo referéndum. Todo español, está conforme
con el acuerdo internacional de Maastricht, al que sin embargo no
apoya. Por tanto, cualquier individuo o no es español, o en otro
caso, está conforme con el contenido del acuerdo internacional de
Maastricht y no participará en el próximo referéndum.
Usar C(x,y) para la persona x conforme con el contenido del acuerdo y
A(x,y) para la persona x apoya el acuerdo y
I(x) para la persona x se inibe de asuntos políticos
R(x) para la persona x participará en el próximo referéndum
E(x) para la persona x es española
m para el acuerdo de Maastricht
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Formalizar el siguiente argumento
Toda persona pobre tiene un padre rico. Por tanto, existe una
persona rica que tiene un abuelo rico.
Usar R(x) para x es rico
p(x) para el padre de x
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Formalizar el siguiente argumento
Todo deprimido que estima a un submarinista es listo. Cualquiera
que se estime a sí mismo es listo. Ningún deprimido se estima a sí
mismo. Por tanto, ningún deprimido estima a un submarinista.
Usar D(x) para x está deprimido
E(x,y) para x estima a y
L(x) para x es listo
S(x) para x es submarinista
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Formalizar el siguiente argumento
Todos los robots obedecen a los amigos del programador jefe.
Alvaro es amigo del programador jefe, pero Benito no le
obedece. Por tanto, Benito no es un robot.
Usar R(x) para x es un robot
Ob(x,y) para x obedece a y
A(x) para x es amigo del programador jefe
b para Benito
a para Alvaro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Formalizar el siguiente argumento
En una pecera nadan una serie de peces. Se observa que:
* Hay algún pez x que para cualquier pez y, si el pez x no se come
al pez y entonces existe un pez z tal que z es un tiburón o bien
z protege al pez y.
* No hay ningún pez que se coma a todos los demás.
* Ningún pez protege a ningún otro.
Por tanto, existe algún tiburón en la pecera.
Usar C(x,y) para x se come a y
P(x,y) para x protege a y
T(x) para x es un tiburón
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Formalizar el siguiente argumento
Supongamos conocidos los siguientes hechos acerca del número de
aprobados de dos asignaturas A y B:
* Si todos los alumnos aprueban la asignatura A, entonces todos
aprueban la asignatura B.
* Si algún delegado de la clase aprueba A y B, entonces todos los
alumnos aprueban A.
* Si nadie aprueba B, entonces ningún delegado aprueba A.
* Si Manuel no aprueba B, entonces nadie aprueba B.
Por tanto, si Manuel es un delegado y aprueba la asignatura A,
entonces todos los alumnos aprueban las asignaturas A y B.
Usar A(x,y) para x aprueba la asignatura y
D(x) para x es delegado
m para Manuel
a para la asignatura A
b para la asignatura B
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Formalizar el siguiente argumento
En cierto país oriental se ha celebrado la fase final del
campeonato mundial de fútbol. Cierto diario deportivo ha publicado
las siguientes estadísticas de tan magno acontecimiento:
* A todos los porteros que no vistieron camiseta negra les marcó un
gol algún delantero europeo.
* Algún portero jugó con botas blancas y sólo le marcaron goles
jugadores con botas blancas.
* Ningún portero se marcó un gol a sí mismo.
* Ningún jugador con botas blancas vistió camiseta negra.
Por tanto, algún delantero europeo jugó con botas blancas.
Usar P(x) para x es portero
D(x) para x es delantero europeo
N(x) para x viste camiseta negra
B(x) para x juega con botas blancas
M(x,y) para x marcó un gol a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 18. Formalizar el siguiente argumento
Las relaciones de parentesco verifican la siguientes propiedades
generales:
* Si x es hermano de y, entonces y es hermano de x.
* Todo el mundo es hijo de alguien.
* Nadie es hijo del hermano de su padre.
* Cualquier padre de una persona es también padre de todos los
hermanos de esa persona.
* Nadie es hijo ni hermano de sí mismo.
Tenemos los siguientes miembros de la familia Peláez: Don Antonio,
Don Luis, Antoñito y Manolito y sabemos que Don Antonio y Don Luis
son hermanos, Antoñito y Manolito son hermanos, y Antoñito es hijo
de Don Antonio. Por tanto, Don Luis no es el padre de Manolito.
Usar A para Don Antonio
He(x,y) para x es hermano de y
Hi(x,y) para x es hijo de y
L para Don Luis
a para Antoñito
m para Manolito
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 19. [Problema del apisonador de Schubert (en inglés,
"Schubert’s steamroller")] Formalizar el siguiente argumento
Si uno de los miembros del club afeita a algún otro (incluido a
sí mismo), entonces todos los miembros del club lo han afeitado
a él (aunque no necesariamente al mismo tiempo). Guido, Lorenzo,
Petruccio y Cesare pertenecen al club de barberos. Guido ha
afeitado a Cesare. Por tanto, Petruccio ha afeitado a Lorenzo.
Usar g para Guido
l para Lorenzo
p para Petruccio
c para Cesare
B(x) para x es un miembro del club de barberos
A(x,y) para x ha afeitado a y
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 20. Formalizar el siguiente argumento
Carlos afeita a todos los habitantes de Las Chinas que no se
afeitan a sí mismo y sólo a ellos. Carlos es un habitante de las
Chinas. Por consiguiente, Carlos no afeita a nadie.
Usar A(x,y) para x afeita a y
C(x) para x es un habitante de Las Chinas
c para Carlos
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 21. Formalizar el siguiente argumento
Quien desprecia a todos los fanáticos desprecia también a todos los
políticos. Alguien no desprecia a un determinado político. Por
consiguiente, hay un fanático al que no todo el mundo desprecia.
Usar D(x,y) para x desprecia a y
F(x) para x es fanático
P(x) para x es político
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 22. Formalizar el siguiente argumento
El hombre puro ama todo lo que es puro. Por tanto, el hombre puro
se ama a sí mismo.
Usar A(x,y) para x ama a y
H(x) para x es un hombre
P(x) para x es puro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 23. Formalizar el siguiente argumento
Ningún socio del club está en deuda con el tesorero del club. Si
un socio del club no paga su cuota está en deuda con el tesorero
del club. Por tanto, si el tesorero del club es socio del club,
entonces paga su cuota.
Usar P(x) para x es socio del club
Q(x) para x paga su cuota
R(x) para x está en deuda con el tesorero
a para el tesorero del club
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Formalizar el siguiente argumento
1. Los lobos, zorros, pájaros, orugas y caracoles son animales y
existen algunos ejemplares de estos animales.
2. También hay algunas semillas y las semillas son plantas.
3. A todo animal le gusta o bien comer todo tipo de plantas o bien
le gusta comerse a todos los animales más pequeños que él mismo
que gustan de comer algunas plantas.
4. Las orugas y los caracoles son mucho más pequeños que los
pájaros, que son mucho más pequeños que los zorros que a su vez
son mucho más pequeños que los lobos.
5. A los lobos no les gusta comer ni zorros ni semillas, mientras
que a los pájaros les gusta comer orugas pero no caracoles.
6. Las orugas y los caracoles gustan de comer algunas plantas.
7. Luego, existe un animal al que le gusta comerse un animal al que
le gusta comer semillas.
Usar A(x) para x es un animal
Ca(x) para x es un caracol
Co(x,y) para x le gusta comerse a y
L(x) para x es un lobo
M(x,y) para x es más pequeño que y
Or(x) para x es una oruga
Pa(x) para x es un pájaro
Pl(x) para x es una planta
S(x) para x es una semilla
Z(x) para x es un zorro
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Formalizar el siguiente argumento
Rosa ama a Curro. Paco no simpatiza con Ana. Quien no simpatiza con
Ana ama a Rosa. Si una persona ama a otra, la segunda ama a la
primera. Hay como máximo una persona que ama a Rosa. Por tanto,
Paco es Curro.
Usar A(x,y) para x ama a y
S(x,y) para x simpatiza con y
a para Ana
c para Curro
p para Paco
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Formalizar el siguiente argumento
Sólo hay un sofista que enseña gratuitamente, y éste es
Sócrates. Sócrates argumenta mejor que ningún otro sofista. Platón
argumenta mejor que algún sofista que enseña gratuitamente. Si una
persona argumenta mejor que otra segunda, entonces la segunda no
argumenta mejor que la primera. Por consiguiente, Platón no es un
sofista.
Usar G(x) para x enseña gratuitamente
M(x,y) para x argumenta mejor que y
S(x) para x es un sofista
p para Platón
s para Sócrates
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 27. Formalizar el siguiente argumento
Todos los filósofos se han preguntado qué es la filosofía. Los que
se preguntan qué es la filosofía se vuelven locos. Nietzsche es
filósofo. El maestro de Nietzsche no acabó loco. Por tanto,
Nietzsche y su maestro son diferentes personas.
Usar F(x) para x es filósofo
L(x) para x se vuelve loco
P(x) para x se ha preguntado qué es la filosofía.
m para el maestro de Nietzsche
n para Nietzsche
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 28. Formalizar el siguiente argumento
Los padres son mayores que los hijos. Juan es el padre de Luis. Por
tanto, Juan es mayor que Luis.
Usar M(x,y) para x es mayor que y
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 29. Formalizar el siguiente argumento
El esposo de la hermana de Toni es Roberto. La hermana de Toni es
María. Por tanto, el esposo de María es Roberto.
Usar e(x) para el esposo de x
h para la hermana de Toni
m para María
r para Roberto
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 30. Formalizar el siguiente argumento
Luis y Jaime tienen el mismo padre. La madre de Rosa es
Eva. Eva ama a Carlos. Carlos es el padre de Jaime. Por tanto,
la madre de Rosa ama al padre de Luis.
Usar A(x,y) para x ama a y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
c para Carlos
e para Eva
j para Jaime
l para Luis
r para Rosa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 31. Formalizar el siguiente argumento
Si dos personas son hermanos, entonces tienen la misma madre y el
mismo padre. Juan es hermano de Luis. Por tanto, la madre del padre
de Juan es la madre del padre de Luis.
Usar H(x,y) para x es hermano de y
m(x) para la madre de x
p(x) para el padre de x
j para Juan
l para Luis
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 32. Formalizar el siguiente argumento
Todos los miembros del claustro son asturianos. El secretario forma
parte del claustro. El señor Martínez es el secretario. Por tanto,
el señor Martínez es asturiano.
Usar C(x) para x es miembro del claustro
A(x) para x es asturiano
s para el secretario
m para el señor Martínez
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 33. Formalizar el siguiente argumento
Eduardo pudo haber visto al asesino. Antonio fue el primer testigo
de la defensa. O Eduardo estaba en clase o Antonio dio falso
testimonio. Nadie en clase pudo haber visto al asesino. Luego, el
primer testigo de la defensa dio falso testimonio.
Usar C(x) para x estaba en clase
F(x) para x dio falso testimonio
V(x) para x pudo haber visto al asesino
a para Antonio
e para Eduardo
p para el primer testigo de la defensa
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 34. Formalizar el siguiente argumento
La luna hoy es redonda. La luna de hace dos semanas tenía forma de
cuarto creciente. Luna no hay más que una, es decir, siempre es la
misma. Luego existe algo que es a la vez redondo y con forma de
cuarto creciente.
Usar L(x) para la luna del momento x
R(x) para x es redonda
C(x) para x tiene forma de cuarto creciente
h para hoy
d para hace dos semanas
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 35. Formalizar el siguiente argumento
Juana sólo tiene un marido. Juana está casada con Tomás. Tomás es
delgado y Guillermo no. Luego, Juana no está casada con Guillermo.
Usar D(x) para x es delgado
C(x,y) para x está casada con y
g para Guillermo
j para Juana
t para Tomás
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 36. Formalizar el siguiente argumento
Sultán no es Chitón. Sultán no obtendrá un plátano a menos que
pueda resolver cualquier problema. Si el chimpancé Chitón trabaja
más que Sultán resolverá problemas que Sultán no puede resolver.
Todos los chimpancés distintos de Sultán trabajan más que Sultán.
Por consiguiente, Sultán no obtendrá un plátano.
Usar Pl(x) para x obtiene el plátano
Pr(x) para x es un problema
R(x,y) para x resuelve y
T(x,y) para x trabaja más que y
c para Chitón
s para Sultán
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Relación 5

2013-03-19T05:31:44Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> header {* R5: Eliminación de conectivas *} theory R5 imports Main begin text {* --------------------------------------------------------------------- ...'

<source lang="isar">
header {* R5: Eliminación de conectivas *}

theory R5
imports Main
begin

text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta es relación es demostrar cómo a partir de las
conectivas False, ∧ y ⟶ pueden definirse las restantes.
---------------------------------------------------------------------
*}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Definir ⟷ usando ∧ y ⟶; es decir, sustituir en
(A ⟷ B) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ∧ y ⟷ y
demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Definir ¬ usando ⟶ y False; es decir, sustituir en
(¬A) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ⟶ y False
y demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Definir ∨ usando ⟶ y False; es decir, sustituir en
(A ∨ B) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ⟶ y False
y demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Encontrar una fórmula equivalente a
(A ∨ (B ∧ C)) ⟷ A
que sólo use las conectivas False, ∧ y ⟶ y demostrar la
equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Rel 5

2013-03-19T05:31:30Z

Jalonso:

Rel 5

2013-03-19T05:30:46Z

Jalonso: Protegió «Rel 5» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

<source lang="isar">
header {* T3R3: Eliminación de conectivas *}

theory T3R3
imports Main
begin

text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta es relación es demostrar cómo a partir de las
conectivas False, ∧ y ⟶ pueden definirse las restantes.
---------------------------------------------------------------------
*}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Definir ⟷ usando ∧ y ⟶; es decir, sustituir en
(A ⟷ B) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ∧ y ⟷ y
demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Definir ¬ usando ⟶ y False; es decir, sustituir en
(¬A) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ⟶ y False
y demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Definir ∨ usando ⟶ y False; es decir, sustituir en
(A ∨ B) = indefinida
la indefinida por una fórmula que sólo usa las conectivas ⟶ y False
y demostrar la equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Encontrar una fórmula equivalente a
(A ∨ (B ∧ C)) ⟷ A
que sólo use las conectivas False, ∧ y ⟶ y demostrar la
equivalencia.
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Rel 5

2013-03-19T05:30:36Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> header {* T3R3: Eliminación de conectivas *} theory T3R3 imports Main begin text {* ------------------------------------------------------------------...'

Lógica matemática y fundamentos

2013-03-19T05:27:52Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Rel 4

2013-03-18T18:21:37Z

Jalonso: Protegió «Rel 4» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

<source lang="isar">
header {* R4: Argumentación proposicional *}

theory R4
imports Main
begin

text {*
---------------------------------------------------------------------
El objetivo de esta relación formalizar y demostrar la corrección de
los argumentos 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

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 1. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Cuando tanto la temperatura como la presión atmosférica permanecen
contantes, no llueve. La temperatura permanece constante. Por lo
tanto, en caso de que llueva, la presión atmosférica no permanece
constante.
Usar T para "La temperatura permanece constante",
P para "La presión atmosférica permanece constante" y
L para "Llueve".
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Siempre que un número x es divisible por 10, acaba en 0. El número
x no acaba en 0. Por lo tanto, x no es divisible por 10.
Usar D para "el número es divisible por 10" y
C para "el número acaba en cero".
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 3. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
En cierto experimento, cuando hemos empleado un fármaco A, el
paciente ha mejorado considerablemente en el caso, y sólo en el
caso, en que no se haya empleado también un fármaco B. Además, o se
ha empleado el fármaco A o se ha empleado el fármaco B. En
consecuencia, podemos afirmar que si no hemos empleado el fármaco
B, el paciente ha mejorado considerablemente.
Usar A: Hemos empleado el fármaco A.
B: Hemos empleado el fármaco B.
M: El paciente ha mejorado notablemente.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si no está el mañana ni el ayer escrito, entonces no está el mañana
escrito.
Usar M: El mañana está escrito.
A: El ayer está escrito.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 5. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Me matan si no trabajo y si trabajo me matan. Me matan siempre me
matan.
Usar M: Me matan.
T: Trabajo.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 6. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si te llamé por teléfono, entonces recibiste mi llamada y no es
cierto que no te avisé del peligro que corrías. Por consiguiente,
como te llamé, es cierto que te avisé del peligro que corrías.
Usar T: Te llamé por teléfono.
R: Recibiste mi llamada.
P: Te avisé del peligro que corrías.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 7. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si no hay control de nacimientos, entonces la población crece
ilimitadamente; pero si la población crece ilimitadamente,
aumentará el índice de pobreza. Por consiguiente, si no hay control
de nacimientos, aumentará el índice de pobreza.
Usar N: Hay control de nacimientos.
P: La población crece ilimitadamente,
I: Aumentará el índice de pobreza.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 8. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si el general era leal, hubiera obedecido las órdenes, y si era
inteligente las hubiera comprendido. O el general desobedeció las
órdenes o no las comprendió. Luego, el general era desleal o no era
inteligente.
Usar L: El general es leal.
O: El general obedece las órdenes.
I: El general es inteligente.
C: El general comprende las órdenes.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 9. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si Dios fuera capaz de evitar el mal y quisiera hacerlo, lo
haría. Si Dios fuera incapaz de evitar el mal, no sería
omnipotente; si no quisiera evitar el mal sería malévolo. Dios no
evita el mal. Si Dios existe, es omnipotente y no es
malévolo. Luego, Dios no existe.
Usar C: Dios es capaz de evitar el mal.
Q: Dios quiere evitar el mal.
O: Dios es omnipotente.
M: Dios es malévolo.
P: Dios evita el mal.
E: Dios existe.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 10. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Nadie más que Pedro, Quintín y Raúl están bajo sospecha y al menos
uno es traidor. Pedro nunca trabaja sin llevar al menos un cómplice
(que puede ser Quintín o Raúl). Raúl es leal. Por lo tanto,
Pedro es traidor.
Usar p: Pedro es traidor.
q : Quintín es traidor.
r : Raúl es traidor.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 11. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si la válvula está abierta o la monitorización está preparada,
entonces se envía una señal de reconocimiento y un mensaje de
funcionamiento al controlador del ordenador. Si se envía un mensaje
de funcionamiento al controlador del ordenador o el sistema está en
estado normal, entonces se aceptan las órdenes del operador. Por lo
tanto, si la válvula está abierta, entonces se aceptan las órdenes
del operador.
Usar A: La válvula está abierta.
P : La monitorización está preparada.
R : Envía una señal de reconocimiento.
F : Envía un mensaje de funcionamiento.
N : El sistema está en estado normal.
O : Se aceptan órdenes del operador.
------------------------------------------------------------------ *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 12. Formalizar, y demostrar la corrección, del siguiente
argumento
Si trabajo gano dinero, pero si no trabajo gozo de la vida. Sin
embargo, si trabajo no gozo de la vida, mientras que si no trabajo
no gano dinero. Por lo tanto, gozo de la vida si y sólo si no gano
dinero.
Usar p: Trabajo
q: Gano dinero.
r: Gozo de la vida.
------------------------------------------------------------------ *}

end
</source>

Relación 4

2013-03-18T18:21:02Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> header {* R4: Argumentación proposicional *} theory R4 imports Main begin text {* --------------------------------------------------------------------...'

Rel 4

2013-03-18T18:20:29Z

Lógica matemática y fundamentos

2013-03-18T18:19:12Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Tema 2

2013-03-06T07:31:12Z

Jalonso:

<source lang="isar">

header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica matemática y
fundamentos" (LMF) http://goo.gl/uJj8d

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LMF donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostrar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración sin etiquetas es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" ..
with `¬q ⟶ ¬p` have "¬¬q" by (rule mt)
hence "q" by (rule notnotD)
with `q ⟶ r` show "r" ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_5:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Relación 3

2013-03-06T05:23:20Z

Jalonso:

Tema 2

2013-03-05T20:03:55Z

Jalonso:

<source lang="isar">

header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica matemática y
fundamentos" (LMF) http://goo.gl/uJj8d

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LMF donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Tema 2

2013-03-05T20:03:16Z

Jalonso:

<source lang="isar">

lemma ejercicio_1c:
assumes "H(s)" and
"∀x. H(x) ⟶ M(x)"
shows "M(s)"
proof -
have "H(s) ⟶ M(s)" using assms(2) by (rule allE)
thus "M(s)" using assms(1) by (rule mp)
qed

header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica matemática y
fundamentos" (LMF) http://goo.gl/uJj8d

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LMF donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Relación 3

2013-03-05T12:32:44Z

Jalonso:

Relación 3

2013-03-05T09:58:47Z

Jalonso: Deshecha la edición 146 de Jalonso (disc.)

Relación 3

2013-03-05T09:57:59Z

Jalonso:

<source lang="isar">
header {* R3: Deducción natural proposicional *}

theory R3
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
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros *}
lemma ejercicio_1:
assumes 1: "p \<longrightarrow> q" and
2: "p"
shows "q"

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

<source lang="isar">
header {* R3: Deducción natural proposicional *}

theory R3
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
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros *}
lemma ejercicio_1:
assumes 1: "p \<longrightarrow> q" and
2: "p"
shows "q"

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 \<longrightarrow> q" and
2:"q \<longrightarrow> r" and
3:"p"
shows "r"
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 \<longrightarrow> (q \<longrightarrow> r)" and
2: "p \<longrightarrow> q" and
3: "p"
shows "r"
proof -
have 4: "q \<longrightarrow> r" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "q" using 2 3 by (rule mp)
show 6: "r" using 4 5 by (rule mp)
qed

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Demostrar
p ⟶ q, q ⟶ r ⊢ p ⟶ r
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_4:
assumes 1: "p \<longrightarrow> q" and
2: "q \<longrightarrow> r"
shows "p \<longrightarrow> r"
proof -
{assume 3:"p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "r" using 2 4 by (rule mp)}
thus "p\<longrightarrow> r" by (rule impI)

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

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

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

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

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

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

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

lemma ejercicio_8:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
oops

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

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

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

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

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

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

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

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

section {* Conjunciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Demostrar
p, q ⊢ p ∧ q
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros }
lemma ejercicio_13:
assumes 1:"p" and
2:"q"
shows "p \<and> q"
proof -
show "p \<and> q" using 1 2 by (rule conjI)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Demostrar
p ∧ q ⊢ p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_14:
assumes "p \<and> q"
shows "p"
proof -
show "p" using assms by (rule conjunct1)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Demostrar
p ∧ q ⊢ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_15:
assumes "p \<and> q"
shows "q"
proof -
show "q" using assms by (rule conjunct2)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Demostrar
p ∧ (q ∧ r) ⊢ (p ∧ q) ∧ r
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_16:
assumes "p \<and> (q \<and> r)"
shows "(p \<and> q)\<and> r"
proof -
have 1: "p" using assms by (rule conjunct1)
have 2: "(q \<and> r)" using assms by (rule conjunct2)
have 3: "q" using 2 by (rule conjunct1)
have 4: "r" using 2 by (rule conjunct2)
have 5: "(p\<and>q)" using 1 3 by (rule conjI)
show 6: "(p\<and>q) \<and> r" using 5 4 by (rule conjI)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Demostrar
(p ∧ q) ∧ r ⊢ p ∧ (q ∧ r)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_17:
assumes "(p\<and> q) \<and> r"
shows "p \<and> (q\<and> r)"
proof -
have 1: "r" using assms by (rule conjunct2)
have 2: "(p\<and>q)" using assms by (rule conjunct1)
have 3: "p" using 2 by (rule conjunct1)
have 4: "q" using 2 by (rule conjunct2)
have 5: "(q\<and>r)" using 4 1 by (rule conjI)
show 6: "p\<and>(q\<and>r)" using 3 5 by (rule conjI)
qed

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

lemma ejercicio_18:
assumes "p \<and> q"
shows "p \<longrightarrow> q"
proof -
have 1: "q" using assms by (rule conjunct2)
show "p\<longrightarrow> q" using 1 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"
oops

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

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

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

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

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

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

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

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

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Demostrar
p ∧ (q ⟶ r) ⊢ (p ⟶ q) ⟶ r
------------------------------------------------------------------ *}

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

section {* Disyunciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Demostrar
p ⊢ p ∨ q
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros }
lemma ejercicio_25:
assumes "p"
shows "p \<or> q"
proof -
show "p\<or>q" using assms by (rule disjI1)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Demostrar
q ⊢ p ∨ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_26:
assumes "q"
shows "p \<or> q"
proof -
show "p\<or>q" using assms by (rule disjI2)
qed

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

lemma ejercicio_27:
assumes "p \<or> q"
shows "q \<or> p"
proof -
have "p \<or> q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q \<or> p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q \<or> p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q \<or> p" by (rule disjE)
qed

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

section {* Negaciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 39. Demostrar
p ⊢ ¬¬p
------------------------------------------------------------------ *}
lemma ejercicio_39:
assumes "p"
shows "\<not>\<not>p"
proof -
show "\<not>\<not>p" using assms by (rule notnotI)
qed

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 40. Demostrar
¬p ⊢ p ⟶ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_40:
assumes "¬p"
shows "p ⟶ q"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 41. Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_41:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 42. Demostrar
p∨q, ¬q ⊢ p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_42:
assumes "p∨q"
"¬q"
shows "p"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 42. Demostrar
p ∨ q, ¬p ⊢ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_43:
assumes "p ∨ q"
"¬p"
shows "q"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 40. Demostrar
p ∨ q ⊢ ¬(¬p ∧ ¬q)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_44:
assumes "p ∨ q"
shows "¬(¬p ∧ ¬q)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 45. Demostrar
p ∧ q ⊢ ¬(¬p ∨ ¬q)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_45:
assumes "p ∧ q"
shows "¬(¬p ∨ ¬q)"
oops

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
</source>

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 2. Demostrar
p ⟶ q, q ⟶ r, p ⊢ r
------------------------------------------------------------------ *}
lemma ejercicio_2:
assumes 1:"p \<longrightarrow> q" and
2:"q \<longrightarrow> r" and
3:"p"
shows "r"
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 \<longrightarrow> (q \<longrightarrow> r)" and
2: "p \<longrightarrow> q" and
3: "p"
shows "r"
proof -
have 4: "q \<longrightarrow> r" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "q" using 2 3 by (rule mp)
show 6: "r" using 4 5 by (rule mp)
qed

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 4. Demostrar
p ⟶ q, q ⟶ r ⊢ p ⟶ r
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_4:
assumes 1: "p \<longrightarrow> q" and
2: "q \<longrightarrow> r"
shows "p \<longrightarrow> r"
proof -
{assume 3:"p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "r" using 2 4 by (rule mp)}
thus "p\<longrightarrow> r" by (rule impI)

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

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

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

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

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

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

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

lemma ejercicio_8:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
oops

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

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

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

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

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

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

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

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

section {* Conjunciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 13. Demostrar
p, q ⊢ p ∧ q
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros }
lemma ejercicio_13:
assumes 1:"p" and
2:"q"
shows "p \<and> q"
proof -
show "p \<and> q" using 1 2 by (rule conjI)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 14. Demostrar
p ∧ q ⊢ p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_14:
assumes "p \<and> q"
shows "p"
proof -
show "p" using assms by (rule conjunct1)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 15. Demostrar
p ∧ q ⊢ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_15:
assumes "p \<and> q"
shows "q"
proof -
show "q" using assms by (rule conjunct2)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 16. Demostrar
p ∧ (q ∧ r) ⊢ (p ∧ q) ∧ r
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_16:
assumes "p \<and> (q \<and> r)"
shows "(p \<and> q)\<and> r"
proof -
have 1: "p" using assms by (rule conjunct1)
have 2: "(q \<and> r)" using assms by (rule conjunct2)
have 3: "q" using 2 by (rule conjunct1)
have 4: "r" using 2 by (rule conjunct2)
have 5: "(p\<and>q)" using 1 3 by (rule conjI)
show 6: "(p\<and>q) \<and> r" using 5 4 by (rule conjI)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 17. Demostrar
(p ∧ q) ∧ r ⊢ p ∧ (q ∧ r)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_17:
assumes "(p\<and> q) \<and> r"
shows "p \<and> (q\<and> r)"
proof -
have 1: "r" using assms by (rule conjunct2)
have 2: "(p\<and>q)" using assms by (rule conjunct1)
have 3: "p" using 2 by (rule conjunct1)
have 4: "q" using 2 by (rule conjunct2)
have 5: "(q\<and>r)" using 4 1 by (rule conjI)
show 6: "p\<and>(q\<and>r)" using 3 5 by (rule conjI)
qed

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

lemma ejercicio_18:
assumes "p \<and> q"
shows "p \<longrightarrow> q"
proof -
have 1: "q" using assms by (rule conjunct2)
show "p\<longrightarrow> q" using 1 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"
oops

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

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

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

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

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

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

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

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

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 24. Demostrar
p ∧ (q ⟶ r) ⊢ (p ⟶ q) ⟶ r
------------------------------------------------------------------ *}

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

section {* Disyunciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 25. Demostrar
p ⊢ p ∨ q
------------------------------------------------------------------ *}
text {* Pedro G. Ros }
lemma ejercicio_25:
assumes "p"
shows "p \<or> q"
proof -
show "p\<or>q" using assms by (rule disjI1)
qed
text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 26. Demostrar
q ⊢ p ∨ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_26:
assumes "q"
shows "p \<or> q"
proof -
show "p\<or>q" using assms by (rule disjI2)
qed

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

lemma ejercicio_27:
assumes "p \<or> q"
shows "q \<or> p"
proof -
have "p \<or> q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q \<or> p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q \<or> p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q \<or> p" by (rule disjE)
qed

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

section {* Negaciones *}

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 39. Demostrar
p ⊢ ¬¬p
------------------------------------------------------------------ *}
lemma ejercicio_39:
assumes "p"
shows "\<not>\<not>p"
proof -
show "\<not>\<not>p" using assms by (rule notnotI)
qed

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 40. Demostrar
¬p ⊢ p ⟶ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_40:
assumes "¬p"
shows "p ⟶ q"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 41. Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_41:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 42. Demostrar
p∨q, ¬q ⊢ p
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_42:
assumes "p∨q"
"¬q"
shows "p"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 42. Demostrar
p ∨ q, ¬p ⊢ q
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_43:
assumes "p ∨ q"
"¬p"
shows "q"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 40. Demostrar
p ∨ q ⊢ ¬(¬p ∧ ¬q)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_44:
assumes "p ∨ q"
shows "¬(¬p ∧ ¬q)"
oops

text {* ---------------------------------------------------------------
Ejercicio 45. Demostrar
p ∧ q ⊢ ¬(¬p ∨ ¬q)
------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_45:
assumes "p ∧ q"
shows "¬(¬p ∨ ¬q)"
oops

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
</source>

Tema 2

2013-03-04T18:26:56Z

Jalonso:

<source lang="isar">
header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica matemática y
fundamentos" (LMF) http://goo.gl/uJj8d

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LMF donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Tema 2

2013-03-04T18:24:38Z

Jalonso: Protegió «Tema 2» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

<source lang="isar">
header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica informática" (LI)
http://goo.gl/AwDiv

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LI donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Relación 3

2013-03-04T18:24:13Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> header {* R3: Deducción natural proposicional *} theory R3 imports Main begin text {* ----------------------------------------------------------------...'

Rel 3

2013-03-04T18:23:55Z

Jalonso: Protegió «Rel 3» ([edit=sysop] (indefinido) [move=sysop] (indefinido))

Rel 3

2013-03-04T18:23:24Z

Lógica matemática y fundamentos

2013-03-04T18:22:06Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Tema 2

2013-03-04T17:29:50Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="isar"> header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *} theory T2 imports Main begin text {* En esta sección se presentan los ejemplos ...'

<source lang="isar">
header {* Tema 2: Deducción natural proposicional con Isabelle/HOL *}

theory T2
imports Main
begin

text {*
En esta sección se presentan los ejemplos del tema de deducción natural
proposicional siguiendo la presentación de Huth y Ryan en su libro
"Logic in Computer Science" http://goo.gl/qsVpY y, más concretamente,
a la forma como se explica en la asignatura de "Lógica informática" (LI)
http://goo.gl/AwDiv

La página al lado de cada ejemplo indica la página de las transparencias
de LI donde se encuentra la demostración. *}

subsection {* Reglas de la conjunción *}

text {*
Ejemplo 1 (p. 4). Demostrar que
p ∧ q, r ⊢ q ∧ r.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_1_1:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show 4: "q ∧ r" using 3 2 by (rule conjI)
qed

text {*
Notas sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assumes" para indicar las hipótesis,
· "and" para separar las hipótesis,
· "shows" para indicar la conclusión,
· "proof" para iniciar la prueba,
· "qed" para terminar la pruebas,
· "-" (después de "proof") para no usar el método por defecto,
· "have" para establecer un paso,
· "using" para usar hechos en un paso,
· "by (rule ..)" para indicar la regla con la que se peueba un hecho,
· "show" para establecer la conclusión.

Notas sobre la lógica: Las reglas de la conjunción son
· conjI: ⟦P; Q⟧ ⟹ P ∧ Q
· conjunct1: P ∧ Q ⟹ P
· conjunct2: P ∧ Q ⟹ Q
*}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_2:
assumes 1: "p ∧ q" and
2: "r"
shows "q ∧ r"
proof -
have 3: "q" using 1 ..
show 4: "q ∧ r" using 3 2 ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· ".." para indicar que se prueba por la regla correspondiente. *}

text {* Se pueden eliminar las etiquetas como sigue *}

lemma ejemplo_1_3:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof -
have "q" using assms(1) ..
thus "q ∧ r" using assms(2) ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms(n)" para indicar la hipótesis n y
· "thus" para demostrar la conclusión usando el hecho anterior.
Además, no es necesario usar and entre las hipótesis. *}

text {* Se puede automatizar la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_4:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
using assms
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "assms" para indicar las hipótesis y
· "by auto" para demostrar la conclusión automáticamente. *}

text {* Se puede automatizar totalmente la demostración como sigue *}

lemma ejemplo_1_5:
"⟦p ∧ q; r⟧ ⟹ q ∧ r"
by auto

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "⟦ ... ⟧" para representar las hipótesis,
· ";" para separar las hipótesis y
· "⟹" para separar las hipótesis de la conclusión. *}

text {* Se puede hacer la demostración por razonamiento hacia atrás,
como sigue *}

lemma ejemplo_1_6:
assumes "p ∧ q"
and "r"
shows "q ∧ r"
proof (rule conjI)
show "q" using assms(1) by (rule conjunct2)
next
show "r" using assms(2) by this
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "proof (rule r)" para indicar que se hará la demostración con la
regla r,
· "next" para indicar el comienzo de la prueba del siguiente
subobjetivo,
· "this" para indicar el hecho actual. *}

text {* Se pueden dejar implícitas las reglas como sigue *}

lemma ejemplo_1_7:
assumes "p ∧ q"
"r"
shows "q ∧ r"
proof
show "q" using assms(1) ..
next
show "r" using assms(2) .
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "." para indicar por el hecho actual. *}

subsection {* Reglas de la doble negación *}

text {*
La regla de eliminación de la doble negación es
· notnotD: ¬¬ P ⟹ P

Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la siguiente regla de
introducción de la doble negación
· notnotI: P ⟹ ¬¬ P
aunque, de momento, no detallamos su demostración.
*}

lemma notnotI [intro!]: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

text {*
Ejemplo 2. (p. 5)
p, ¬¬(q ∧ r) ⊢ ¬¬p ∧ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_2_1:
assumes 1: "p" and
2: "¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 by (rule notnotI)
have 4: "q ∧ r" using 2 by (rule notnotD)
have 5: "r" using 4 by (rule conjunct2)
show 6: "¬¬p ∧ r" using 3 5 by (rule conjI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_2_2:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof -
have "¬¬p" using assms(1) ..
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
hence "r" ..
with `¬¬p` show "¬¬p ∧ r" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "hence" para indicar que se tiene por el hecho anterior y
· `...` para referenciar un hecho. *}

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_2_3:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
using assms
by auto

text {* Se puede demostrar hacia atrás *}

lemma ejemplo_2_4:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof (rule conjI)
show "¬¬p" using assms(1) by (rule notnotI)
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" by (rule conjunct2)
qed

text {* Se puede eliminar las reglas en la demostración anterior, como
sigue: *}

lemma ejemplo_2_5:
assumes "p"
"¬¬(q ∧ r)"
shows "¬¬p ∧ r"
proof
show "¬¬p" using assms(1) ..
next
have "q ∧ r" using assms(2) by (rule notnotD)
thus "r" ..
qed

subsection {* Regla de eliminación del condicional *}

text {*
La regla de eliminación del condicional es la regla del modus ponens
· mp: ⟦P ⟶ Q; P⟧ ⟹ Q
*}

text {*
Ejemplo 3. (p. 6) Demostar que
¬p ∧ q, ¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p ⊢ r ∨ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_3_1:
assumes 1: "¬p ∧ q" and
2: "¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using 2 1 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_3_2:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
proof -
show "r ∨ ¬p" using assms(2,1) ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_3_3:
assumes "¬p ∧ q"
"¬p ∧ q ⟶ r ∨ ¬p"
shows "r ∨ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 4 (p. 6) Demostrar que
p, p ⟶ q, p ⟶ (q ⟶ r) ⊢ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_4_1:
assumes 1: "p" and
2: "p ⟶ q" and
3: "p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have 4: "q" using 2 1 by (rule mp)
have 5: "q ⟶ r" using 3 1 by (rule mp)
show 6: "r" using 5 4 by (rule mp)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_4_2:
assumes "p"
"p ⟶ q"
"p ⟶ (q ⟶ r)"
shows "r"
proof -
have "q" using assms(2,1) ..
have "q ⟶ r" using assms(3,1) ..
thus "r" using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_4_3:
"⟦p; p ⟶ q; p ⟶ (q ⟶ r)⟧ ⟹ r"
by auto

subsection {* Regla derivada del modus tollens *}

text {*
Para ajustarnos al tema de LI vamos a introducir la regla del modus
tollens
· mt: ⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F
aunque, de momento, sin detallar su demostración.
*}

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

text {*
Ejemplo 5 (p. 7). Demostrar
p ⟶ (q ⟶ r), p, ¬r ⊢ ¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_5_1:
assumes 1: "p ⟶ (q ⟶ r)" and
2: "p" and
3: "¬r"
shows "¬q"
proof -
have 4: "q ⟶ r" using 1 2 by (rule mp)
show "¬q" using 4 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_5_2:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
proof -
have "q ⟶ r" using assms(1,2) ..
thus "¬q" using assms(3) by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_5_3:
assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
"p"
"¬r"
shows "¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 6. (p. 7) Demostrar
¬p ⟶ q, ¬q ⊢ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_6_1:
assumes 1: "¬p ⟶ q" and
2: "¬q"
shows "p"
proof -
have 3: "¬¬p" using 1 2 by (rule mt)
show "p" using 3 by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_6_2:
assumes "¬p ⟶ q"
"¬q"
shows "p"
proof -
have "¬¬p" using assms(1,2) by (rule mt)
thus "p" by (rule notnotD)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_6_3:
"⟦¬p ⟶ q; ¬q⟧ ⟹ p"
by auto

text {*
Ejemplo 7. (p. 7) Demostrar
p ⟶ ¬q, q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_1:
assumes 1: "p ⟶ ¬q" and
2: "q"
shows "¬p"
proof -
have 3: "¬¬q" using 2 by (rule notnotI)
show "¬p" using 1 3 by (rule mt)
qed

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_7_2:
assumes "p ⟶ ¬q"
"q"
shows "¬p"
proof -
have "¬¬q" using assms(2) by (rule notnotI)
with assms(1) show "¬p" by (rule mt)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "with P show Q" para indicar que con el hecho anterior junto con el
hecho P se demuestra Q. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_7_3:
"⟦p ⟶ ¬q; q⟧ ⟹ ¬p"
by auto

subsection {* Regla de introducción del condicional *}

text {*
La regla de introducción del condicional es
· impI: (P ⟹ Q) ⟹ P ⟶ Q
*}

text {*
Ejemplo 8. (p. 8) Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬q ⟶ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_8_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof -
{ assume 2: "¬q"
have "¬p" using 1 2 by (rule mt) }
thus "¬q ⟶ ¬p" by (rule impI)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "{ ... }" para representar una caja. *}

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_8_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
proof
assume "¬q"
with assms show "¬p" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_8_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬q ⟶ ¬p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 9. (p. 9) Demostrar
¬q ⟶ ¬p ⊢ p ⟶ ¬¬q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_9_1:
assumes 1: "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof -
{ assume 2: "p"
have 3: "¬¬p" using 2 by (rule notnotI)
have "¬¬q" using 1 3 by (rule mt) }
thus "p ⟶ ¬¬q" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_9_2:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
proof
assume "p"
hence "¬¬p" by (rule notnotI)
with assms show "¬¬q" by (rule mt)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_9_3:
assumes "¬q ⟶ ¬p"
shows "p ⟶ ¬¬q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 10 (p. 9). Demostrar
⊢ p ⟶ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_10_1:
"p ⟶ p"
proof -
{ assume 1: "p"
have "p" using 1 by this }
thus "p ⟶ p" by (rule impI)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_10_2:
"p ⟶ p"
proof (rule impI)
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_10_3:
"p ⟶ p"
by auto

text {*
Ejemplo 11 (p. 10) Demostrar
⊢ (q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_11_1:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof -
{ assume 1: "q ⟶ r"
{ assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
{ assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
have "r" using 1 6 by (rule mp) }
hence "p ⟶ r" by (rule impI) }
hence "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r" by (rule impI) }
thus "(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ p ⟶ r)" by (rule impI)
qed

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_11_2:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof (rule impI)
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof (rule impI)
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof (rule impI)
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 by (rule notnotI)
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 by (rule mp)
qed
qed
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_11_3:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
proof
assume 1: "q ⟶ r"
show "(¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r)"
proof
assume 2: "¬q ⟶ ¬p"
show "p ⟶ r"
proof
assume 3: "p"
have 4: "¬¬p" using 3 ..
have 5: "¬¬q" using 2 4 by (rule mt)
have 6: "q" using 5 by (rule notnotD)
show "r" using 1 6 ..
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_11_4:
"(q ⟶ r) ⟶ ((¬q ⟶ ¬p) ⟶ (p ⟶ r))"
by auto

subsection {* Reglas de la disyunción *}

text {*
Las reglas de la introducción de la disyunción son
· disjI1: P ⟹ P ∨ Q
· disjI2: Q ⟹ P ∨ Q
La regla de elimación de la disyunción es
· disjE: ⟦P ∨ Q; P ⟹ R; Q ⟹ R⟧ ⟹ R
*}

text {*
Ejemplo 12 (p. 11). Demostrar
p ∨ q ⊢ q ∨ p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_12_1:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
have "p ∨ q" using assms by this
moreover
{ assume 2: "p"
have "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
moreover
{ assume 3: "q"
have "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
ultimately show "q ∨ p" by (rule disjE)
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "moreover" para separar los bloques y
· "ultimately" para unir los resultados de los bloques. *}

-- "La demostración detallada con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_2:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
proof -
note `p ∨ q`
moreover
{ assume "p"
hence "q ∨ p" .. }
moreover
{ assume "q"
hence "q ∨ p" .. }
ultimately show "q ∨ p" ..
qed

text {*
Nota sobre el lenguaje: En la demostración anterior se ha usado
· "note" para copiar un hecho. *}

-- "La demostración hacia atrás es"
lemma ejemplo_12_3:
assumes 1: "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using 1
proof (rule disjE)
{ assume 2: "p"
show "q ∨ p" using 2 by (rule disjI2) }
next
{ assume 3: "q"
show "q ∨ p" using 3 by (rule disjI1) }
qed

-- "La demostración hacia atrás con reglas implícitas es"
lemma ejemplo_12_4:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
proof
{ assume "p"
thus "q ∨ p" .. }
next
{ assume "q"
thus "q ∨ p" .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_12_5:
assumes "p ∨ q"
shows "q ∨ p"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 13. (p. 12) Demostrar
q ⟶ r ⊢ p ∨ q ⟶ p ∨ r
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_13_1:
assumes 1: "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof (rule impI)
assume 2: "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
show "p ∨ r" using 3 by (rule disjI1) }
next
{ assume 4: "q"
have 5: "r" using 1 4 by (rule mp)
show "p ∨ r" using 5 by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_13_2:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
proof
assume "p ∨ q"
thus "p ∨ r"
proof
{ assume "p"
thus "p ∨ r" .. }
next
{ assume "q"
have "r" using assms `q` ..
thus "p ∨ r" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_13_3:
assumes "q ⟶ r"
shows "p ∨ q ⟶ p ∨ r"
using assms
by auto

subsection {* Regla de copia *}

text {*
Ejemplo 14 (p. 13). Demostrar
⊢ p ⟶ (q ⟶ p)
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_14_1:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof (rule impI)
assume 1: "p"
show "q ⟶ p"
proof (rule impI)
assume "q"
show "p" using 1 by this
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_14_2:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
proof
assume "p"
thus "q ⟶ p" ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_14_3:
"p ⟶ (q ⟶ p)"
by auto

subsection {* Reglas de la negación *}

text {*
La regla de eliminación de lo falso es
· FalseE: False ⟹ P
La regla de eliminación de la negación es
· notE: ⟦¬P; P⟧ ⟹ R
La regla de introducción de la negación es
· notI: (P ⟹ False) ⟹ ¬P
*}

text {*
Ejemplo 15 (p. 15). Demostrar
¬p ∨ q ⊢ p ⟶ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_15_1:
assumes 1: "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof (rule impI)
assume 2: "p"
note 1
thus "q"
proof (rule disjE)
{ assume 3: "¬p"
show "q" using 3 2 by (rule notE) }
next
{ assume 4: "q"
show "q" using 4 by this}
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_15_2:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
proof
assume "p"
note `¬p ∨ q`
thus "q"
proof
{ assume "¬p"
thus "q" using `p` .. }
next
{ assume "q"
thus "q" . }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_15_3:
assumes "¬p ∨ q"
shows "p ⟶ q"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 16 (p. 16). Demostrar
p ⟶ q, p ⟶ ¬q ⊢ ¬p
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_16_1:
assumes 1: "p ⟶ q" and
2: "p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof (rule notI)
assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule mp)
have 5: "¬q" using 2 3 by (rule mp)
show False using 5 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_16_2:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
proof
assume "p"
have "q" using assms(1) `p` ..
have "¬q" using assms(2) `p` ..
thus False using `q` ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_16_3:
assumes "p ⟶ q"
"p ⟶ ¬q"
shows "¬p"
using assms
by auto

subsection {* Reglas del bicondicional *}

text {*
La regla de introducción del bicondicional es
· iffI: ⟦P ⟹ Q; Q ⟹ P⟧ ⟹ P ⟷ Q
Las reglas de eliminación del bicondicional son
· iffD1: ⟦Q ⟷ P; Q⟧ ⟹ P
· iffD2: ⟦P ⟷ Q; Q⟧ ⟹ P
*}

text {*
Ejemplo 17 (p. 17) Demostrar
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_17_1:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof (rule iffI)
{ assume 1: "p ∧ q"
have 2: "p" using 1 by (rule conjunct1)
have 3: "q" using 1 by (rule conjunct2)
show "q ∧ p" using 3 2 by (rule conjI) }
next
{ assume 4: "q ∧ p"
have 5: "q" using 4 by (rule conjunct1)
have 6: "p" using 4 by (rule conjunct2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_17_2:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
proof
{ assume 1: "p ∧ q"
have "p" using 1 ..
have "q" using 1 ..
show "q ∧ p" using `q` `p` .. }
next
{ assume 2: "q ∧ p"
have "q" using 2 ..
have "p" using 2 ..
show "p ∧ q" using `p` `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_17_3:
"(p ∧ q) ⟷ (q ∧ p)"
by auto

text {*
Ejemplo 18 (p. 18). Demostrar
p ⟷ q, p ∨ q ⊢ p ∧ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_18_1:
assumes 1: "p ⟷ q" and
2: "p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using 2
proof (rule disjE)
{ assume 3: "p"
have 4: "q" using 1 3 by (rule iffD1)
show "p ∧ q" using 3 4 by (rule conjI) }
next
{ assume 5: "q"
have 6: "p" using 1 5 by (rule iffD2)
show "p ∧ q" using 6 5 by (rule conjI) }
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_18_2:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms(2)
proof
{ assume "p"
with assms(1) have "q" ..
with `p` show "p ∧ q" .. }
next
{ assume "q"
with assms(1) have "p" ..
thus "p ∧ q" using `q` .. }
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_18_3:
assumes "p ⟷ q"
"p ∨ q"
shows "p ∧ q"
using assms
by auto

subsection {* Reglas derivadas *}

subsubsection {* Regla del modus tollens *}

text {*
Ejemplo 19 (p. 20) Demostrar la regla del modus tollens a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_20_1:
assumes 1: "F ⟶ G" and
2: "¬G"
shows "¬F"
proof (rule notI)
assume 3: "F"
have 4: "G" using 1 3 by (rule mp)
show False using 2 4 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_20_2:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
proof
assume "F"
with assms(1) have "G" ..
with assms(2) show False ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_20_3:
assumes "F ⟶ G"
"¬G"
shows "¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de la introducción de la doble negación *}

text {*
Ejemplo 21 (p. 21) Demostrar la regla de introducción de la doble
negación a partir de las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_21_1:
assumes 1: "F"
shows "¬¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "¬F"
show False using 2 1 by (rule notE)
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_21_2:
assumes "F"
shows "¬¬F"
proof
assume "¬F"
thus False using assms ..
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_21_3:
assumes "F"
shows "¬¬F"
using assms
by auto

subsubsection {* Regla de reducción al absurdo *}

text {*
La regla de reducción al absurdo en Isabelle se correponde con la
regla clásica de contradicción
· ccontr: (¬P ⟹ False) ⟹ P
*}

subsubsection {* Ley del tercio excluso *}

text {*
La ley del tercio excluso es
· excluded_middle: ¬P ∨ P
*}

text {*
Ejemplo 22 (p. 23). Demostrar la ley del tercio excluso a partir de
las reglas básicas.
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_22_1:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume 1: "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume 2: "F"
hence 3: "F ∨ ¬F" by (rule disjI1)
show False using 1 3 by (rule notE)
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_22_2:
"F ∨ ¬F"
proof (rule ccontr)
assume "¬(F ∨ ¬F)"
thus False
proof (rule notE)
show "F ∨ ¬F"
proof (rule disjI2)
show "¬F"
proof (rule notI)
assume "F"
hence "F ∨ ¬F" ..
with `¬(F ∨ ¬F)`show False ..
qed
qed
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_22_3:
"F ∨ ¬F"
using assms
by auto

text {*
Ejemplo 23 (p. 24). Demostrar
p ⟶ q ⊢ ¬p ∨ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_23_1:
assumes 1: "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" by (rule excluded_middle)
thus "¬p ∨ q"
proof (rule disjE)
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI1) }
next
{ assume 2: "p"
have "q" using 1 2 by (rule mp)
thus "¬p ∨ q" by (rule disjI2) }
qed
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_23_2:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
proof -
have "¬p ∨ p" ..
thus "¬p ∨ q"
proof
{ assume "¬p"
thus "¬p ∨ q" .. }
next
{ assume "p"
with assms have "q" ..
thus "¬p ∨ q" .. }
qed
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_23_3:
assumes "p ⟶ q"
shows "¬p ∨ q"
using assms
by auto

subsection {* Demostraciones por contradicción *}

text {*
Ejemplo 24. Demostrar que
¬p, p ∨ q ⊢ q
*}

-- "La demostración detallada es"
lemma ejemplo_24_1:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof (rule disjE)
assume "p"
with assms(1) show "q" by contradiction
next
assume "q"
thus "q" by assumption
qed

-- "La demostración estructurada es"
lemma ejemplo_24_2:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using `p ∨ q`
proof
assume "p"
with assms(1) show "q" ..
next
assume "q"
thus "q" .
qed

-- "La demostración automática es"
lemma ejemplo_24_3:
assumes "¬p"
"p ∨ q"
shows "q"
using assms
by auto

end
</source>

Lógica matemática y fundamentos

2013-03-04T17:25:02Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Lógica matemática y fundamentos

2013-03-04T17:24:00Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios */

Relación 2

2013-02-20T15:53:20Z

Jalonso: Página creada con '<source lang="haskell"> -- SintaxisSemanticaProp.hs -- Lógica proposicional: Sintaxis y semántica -- José A. Alonso Jiménez <jalonso@us,es> -- ------------------------------...'

<source lang="haskell">
-- SintaxisSemanticaProp.hs
-- Lógica proposicional: Sintaxis y semántica
-- José A. Alonso Jiménez <jalonso@us,es>
-- ---------------------------------------------------------------------

module SintaxisSemantica where

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Librerías auxiliares --
-- ---------------------------------------------------------------------

import Data.List

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Gramática de fórmulas prosicionales --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 1: Definir los siguientes tipos de datos:
-- * SímboloProposicional para representar los símbolos de proposiciones
-- * Prop para representar las fórmulas proposicionales usando los
-- constructores Atom, Neg, Conj, Disj, Impl y Equi para las fórmulas
-- atómicas, negaciones, conjunciones, implicaciones y equivalencias,
-- respectivamente.
-- ---------------------------------------------------------------------

type SímboloProposicional = String

data Prop = Atom SímboloProposicional
| Neg Prop
| Conj Prop Prop
| Disj Prop Prop
| Impl Prop Prop
| Equi Prop Prop
deriving (Eq,Ord)

instance Show Prop where
show (Atom p) = p
show (Neg p) = "no " ++ show p
show (Conj p q) = "(" ++ show p ++ " /\\ " ++ show q ++ ")"
show (Disj p q) = "(" ++ show p ++ " \\/ " ++ show q ++ ")"
show (Impl p q) = "(" ++ show p ++ " --> " ++ show q ++ ")"
show (Equi p q) = "(" ++ show p ++ " <--> " ++ show q ++ ")"

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 2: Definir las siguientes fórmulas proposicionales
-- atómicas: p, p1, p2, q, r, s, t y u.
-- ---------------------------------------------------------------------

p, p1, p2, q, r, s, t, u :: Prop
p = Atom "p"
p1 = Atom "p1"
p2 = Atom "p2"
q = Atom "q"
r = Atom "r"
s = Atom "s"
t = Atom "t"
u = Atom "u"

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 3: Definir la función
-- no :: Prop -> Prop
-- tal que (no f) es la negación de f.
-- ---------------------------------------------------------------------

no :: Prop -> Prop
no = Neg

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 4: Definir los siguientes operadores
-- (/\), (\/), (-->), (<-->) :: Prop -> Prop -> Prop
-- tales que
-- f /\ g es la conjunción de f y g
-- f \/ g es la disyunción de f y g
-- f --> g es la implicación de f a g
-- f <--> g es la equivalencia entre f y g
-- ---------------------------------------------------------------------

infixr 5 \/
infixr 4 /\
infixr 3 -->
infixr 2 <-->
(/\), (\/), (-->), (<-->) :: Prop -> Prop -> Prop
(/\) = Conj
(\/) = Disj
(-->) = Impl
(<-->) = Equi

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Símbolos proposicionales de una fórmula --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 5: Definir la función
-- símbolosPropFórm :: Prop -> [Prop]
-- tal que (símbolosPropFórm f) es el conjunto formado por todos los
-- símbolos proposicionales que aparecen en f. Por ejemplo,
-- símbolosPropFórm (p /\ q --> p) ==> [p,q]
-- ---------------------------------------------------------------------

símbolosPropFórm :: Prop -> [Prop]
símbolosPropFórm = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Interpretaciones --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 6: Definir el tipo de datos Interpretación para
-- representar las interpretaciones como listas de fórmulas atómicas.
-- ---------------------------------------------------------------------

type Interpretación = [Prop]

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Significado de una fórmula en una interpretación --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 7: Definir la función
-- significado :: Prop -> Interpretación -> Bool
-- tal que (significado f i) es el significado de f en i. Por ejemplo,
-- significado ((p \/ q) /\ ((no q) \/ r)) [r] ==> False
-- significado ((p \/ q) /\ ((no q) \/ r)) [p,r] ==> True
-- ---------------------------------------------------------------------

significado :: Prop -> Interpretación -> Bool
significado = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Interpretaciones de una fórmula --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 8: Definir la función
-- subconjuntos :: [a] -> [[a]]
-- tal que (subconjuntos x) es la lista de los subconjuntos de x. Por
-- ejmplo,
-- subconjuntos "abc" ==> ["abc","ab","ac","a","bc","b","c",""]
-- ---------------------------------------------------------------------

subconjuntos :: [a] -> [[a]]
subconjuntos = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 9: Definir la función
-- interpretacionesFórm :: Prop -> [Interpretación]
-- tal que (interpretacionesFórm f) es la lista de todas las
-- interpretaciones de f. Por ejemplo,
-- interpretacionesFórm (p /\ q --> p) ==> [[p,q],[p],[q],[]]
-- ---------------------------------------------------------------------

interpretacionesFórm :: Prop -> [Interpretación]
interpretacionesFórm f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Modelos de fórmulas --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 10: Definir la función
-- esModeloFórmula :: Interpretación -> Prop -> Bool
-- tal que (esModeloFórmula i f) se verifica si i es un modelo de f. Por
-- ejemplo,
-- esModeloFórmula [r] ((p \/ q) /\ ((no q) \/ r)) ==> False
-- esModeloFórmula [p,r] ((p \/ q) /\ ((no q) \/ r)) ==> True
-- ---------------------------------------------------------------------

esModeloFórmula :: Interpretación -> Prop -> Bool
esModeloFórmula i f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 11: Definir la función
-- modelosFórmula :: Prop -> [Interpretación]
-- tal que (modelosFórmula f) es la lista de todas las interpretaciones
-- de f que son modelo de F. Por ejemplo,
-- modelosFórmula ((p \/ q) /\ ((no q) \/ r))
-- ==> [[p,q,r],[p,r],[p],[q,r]]
-- ---------------------------------------------------------------------

modelosFórmula :: Prop -> [Interpretación]
modelosFórmula f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Fórmulas válidas, satisfacibles e insatisfacibles --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 12: Definir la función
-- esVálida :: Prop -> Bool
-- tal que (esVálida f) se verifica si f es válida. Por ejemplo,
-- esVálida (p --> p) ==> True
-- esVálida (p --> q) ==> False
-- esVálida ((p --> q) \/ (q --> p)) ==> True
-- ---------------------------------------------------------------------

esVálida :: Prop -> Bool
esVálida f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 13: Definir la función
-- esInsatisfacible :: Prop -> Bool
-- tal que (esInsatisfacible f) se verifica si f es insatisfacible. Por
-- ejemplo,
-- esInsatisfacible (p /\ (no p)) ==> True
-- esInsatisfacible ((p --> q) /\ (q --> r)) ==> False
-- ---------------------------------------------------------------------

esInsatisfacible :: Prop -> Bool
esInsatisfacible f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 14: Definir la función
-- esSatisfacible :: Prop -> Bool
-- tal que (esSatisfacible f) se verifica si f es satisfacible. Por
-- ejemplo,
-- esSatisfacible (p /\ (no p)) ==> False
-- esSatisfacible ((p --> q) /\ (q --> r)) ==> True
-- ---------------------------------------------------------------------

esSatisfacible :: Prop -> Bool
esSatisfacible f = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Símbolos proposicionales de un conjunto de fórmulas --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 15: Definir la función
-- uniónGeneral :: Eq a => [[a]] -> [a]
-- tal que (uniónGeneral x) es la unión de los conjuntos de la lista de
-- conjuntos x. Por ejemplo,
-- uniónGeneral [] ==> []
-- uniónGeneral [[1]] ==> [1]
-- uniónGeneral [[1],[1,2],[2,3]] ==> [1,2,3]
-- ---------------------------------------------------------------------

uniónGeneral :: Eq a => [[a]] -> [a]
uniónGeneral = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 16: Definir la función
-- símbolosPropConj :: [Prop] -> [Prop]
-- tal que (símbolosPropConj s) es el conjunto de los símbolos
-- proposiciones de s. Por ejemplo,
-- símbolosPropConj [p /\ q --> r, p --> s] ==> [p,q,r,s]
-- ---------------------------------------------------------------------

símbolosPropConj :: [Prop] -> [Prop]
símbolosPropConj s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Interpretaciones de un conjunto de fórmulas --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 17: Definir la función
-- interpretacionesConjunto :: [Prop] -> [Interpretación]
-- tal que (interpretacionesConjunto s) es la lista de las
-- interpretaciones de s. Por ejemplo,
-- interpretacionesConjunto [p --> q, q --> r]
-- ==> [[p,q,r],[p,q],[p,r],[p],[q,r],[q],[r],[]]
-- ---------------------------------------------------------------------

interpretacionesConjunto :: [Prop] -> [Interpretación]
interpretacionesConjunto s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Modelos de conjuntos de fórmulas --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 18: Definir la función
-- esModeloConjunto :: Interpretación -> [Prop] -> Bool
-- tal que (esModeloConjunto i s) se verifica si i es modelo de s. Por
-- ejemplo,
-- esModeloConjunto [p,r] [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), q --> r]
-- ==> True
-- esModeloConjunto [p,r] [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), r --> q]
-- ==> False
-- ---------------------------------------------------------------------

esModeloConjunto :: Interpretación -> [Prop] -> Bool
esModeloConjunto i s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 19: Definir la función
-- modelosConjunto :: [Prop] -> [Interpretación]
-- tal que (modelosConjunto s) es la lista de modelos del conjunto
-- s. Por ejemplo,
-- modelosConjunto [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), q --> r]
-- ==> [[p,q,r],[p,r],[p],[q,r]]
-- modelosConjunto [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), r --> q]
-- ==> [[p,q,r],[p],[q,r]]
-- ---------------------------------------------------------------------

modelosConjunto :: [Prop] -> [Interpretación]
modelosConjunto s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Conjuntos consistentes e inconsistentes de fórmulas --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 20: Definir la función
-- esConsistente :: [Prop] -> Bool
-- tal que (esConsistente s) se verifica si s es consistente. Por
-- ejemplo,
-- esConsistente [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), p --> r]
-- ==> True
-- esConsistente [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), p --> r, no r]
-- ==> False
-- ---------------------------------------------------------------------

esConsistente :: [Prop] -> Bool
esConsistente s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 21: Definir la función
-- esInconsistente :: [Prop] -> Bool
-- tal que (esInconsistente s) se verifica si s es inconsistente. Por
-- ejemplo,
-- esInconsistente [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), p --> r]
-- ==> False
-- esInconsistente [(p \/ q) /\ ((no q) \/ r), p --> r, no r]
-- ==> True
-- ---------------------------------------------------------------------

esInconsistente :: [Prop] -> Bool
esInconsistente s = undefined

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Consecuencia lógica --
-- ---------------------------------------------------------------------

-- ---------------------------------------------------------------------
-- Ejercicio 22: Definir la función
-- esConsecuencia :: [Prop] -> Prop -> Bool
-- tal que (esConsecuencia s f) se verifica si f es consecuencia de
-- s. Por ejemplo,
-- esConsecuencia [p --> q, q --> r] (p --> r) ==> True
-- esConsecuencia [p] (p /\ q) ==> False
-- ---------------------------------------------------------------------

esConsecuencia :: [Prop] -> Prop -> Bool
esConsecuencia s f = undefined
</source>

Archivo:Rel 2.hs

2013-02-20T15:52:21Z

Jalonso:

Lógica matemática y fundamentos

2013-02-20T15:51:47Z

Jalonso: /* Relaciones de ejercicios con Haskell */

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios con Haskell ===

* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).
* '''Relación 2''': Sintaxis y semántica de la lógica proposicional en Haskell. ([[Media:Rel_2.hs |Enunciado]] y [[Relación 2 |Solución colaborativa]]).

=== Problemas semanales ===

* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].

Problema 2

2013-02-18T19:35:24Z

Jalonso: Página creada con '== Enunciado == ¿Existe un conjunto S de tres fórmulas tal que de todos los subconjuntos de S sólo uno es inconsistente? == Soluciones colaborativas =='

== Enunciado ==

¿Existe un conjunto S de tres fórmulas tal que de todos los subconjuntos de S sólo uno es inconsistente?

== Soluciones colaborativas ==

Lógica matemática y fundamentos

2013-02-18T19:34:33Z

Jalonso: /* Problemas semanales */

== Relaciones de ejercicios ==
En esta página se publicarán las relaciones de ejercicios y sus soluciones colaborativas.

=== Relaciones de ejercicios con Haskell ===

* '''Relación 1''': Iniciación a la programación con Haskell ([[Media:Rel_1.hs |Enunciado]] y [[Relación 1 |Solución colaborativa]]).

=== Problemas semanales ===

* '''Problema 1''': [[Problema 1 | Inducción sobre fórmulas]].
* '''Problema 2''': [[Problema 2 | Subconjuntos inconsistentes]].