Un número es par si y solo si lo es su cuadrado

Demostrar con Lean4 que un número es par si y solo si lo es su cuadrado.

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

1. Demostración en lenguaje natural

Sea \(n ∈ ℤ\). Tenemos que demostrar que \(n^2\) es par si y solo si n es par. Lo haremos probando las dos implicaciones.

(⟹) Lo demostraremos por contraposición. Para ello, supongamos que \(n\) no es par. Entonces, existe un \(k ∈ Z\) tal que
\[ n = 2k+1 \tag{1} \]
Luego,
\begin{align}
n^2 &= (2k+1)^2 &&\text{[por (1)]} \\
&= 4k^2+4k+1 \\
&= 2(2k(k+1))+1
\end{align}
Por tanto, \(n^2\) es impar.

(⟸) Supongamos que \(n\) es par. Entonces, existe un \(k ∈ ℤ\) tal que
\[ n = 2k \tag{2} \]
Luego,
\begin{align}
n^2 &= (2k)^2 &&\text{[por (2)]} \\
&= 2(2k^2)
\end{align}
Por tanto, \(n^2\) es par.

2. Demostraciones con Lean4

Se puede interactuar con las demostraciones anteriores en Lean 4 Web.

3. Demostraciones con Isabelle/HOL

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