R7

chapter {* R4: Deducción natural proposicional con tácticas *}

theory R7
imports Main 
begin

text {*
  --------------------------------------------------------------------- 
   El objetivo de esta relación es escribir demostraciones usando sólo
  las reglas básicas de deducción natural de la lógica proposicional y
  los métodos rule, erule, frule, drule y assumption.


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

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

lemma notnotI: "P ⟹ ¬¬ P"
by auto

lemma mt: "⟦F ⟶ G; ¬G⟧ ⟹ ¬F"
by auto

section {* Implicaciones *}

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

lemma ejercicio_1:
  assumes "p ⟶ q"
          "p"
  shows "q"
oops

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

lemma ejercicio_2:
  assumes "p ⟶ q"
          "q ⟶ r"
          "p" 
  shows "r"
oops

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

lemma ejercicio_3:
  assumes "p ⟶ (q ⟶ r)"
          "p ⟶ q"
          "p"
  shows "r"
oops

text {* --------------------------------------------------------------- 
  Ejercicio 4. Demostrar
     p ⟶ q, q ⟶ r ⊢ p ⟶ r
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_4:
  assumes "p ⟶ q"
          "q ⟶ r" 
  shows "p ⟶ r"
oops

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
  ------------------------------------------------------------------ *}

lemma ejercicio_13:
  assumes "p"
          "q" 
  shows "p ∧ q"
oops

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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
  ------------------------------------------------------------------ *}

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

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

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

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

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

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   "¬¬p"
oops

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