La semana en Calculemus (22 de julio de 2023)

Esta semana he publicado en Calculemus las demostraciones con Lean4 de las siguientes propiedades:

A continuación se muestran las soluciones.

1. Si bc = ef, entonces ((ab)c)d = ((ae)f)d

Demostrar con Lean4 que si bc = ef, entonces ((ab)c)d = ((ae)f)d.

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

Demostración en lenguaje natural

Por la siguiente cadena de igualdades
\begin{align}
((ab)c)d
&= (a(bc))d &&\text{[por la asociativa]} \\
&= (a(ef))d &&\text{[por la hipótesis]} \\
&= ((ae)f)d &&\text{[por la asociativa]}
\end{align}

Demostraciones con Lean

Demostraciones interactivas

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

Referencias

2. Si c = ba-d y d = ab, entonces c = 0

Demostrar con Lean4 que si a, b, c y d son números reales tales

entonces

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

Demostración en lenguaje natural

Por la siguiente cadena de igualdades
\begin{align}
c &= ba – d &&\text{[por la primera hipótesis]} \\
&= ab – d &&\text{[por la conmutativa]} \\
&= ab – ab &&\text{[por la segunda hipótesis]} \\
&= 0
\end{align}

Demostraciones con Lean

Demostraciones interactivas

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

Referencias

3. (a+b)(a+b) = aa+2ab+bb

Demostrar con Lean4 que si a y b son números reales, entonces

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

Demostración en lenguaje natural

Por la siguiente cadena de igualdades
\begin{align}
(a + b)(a + b)
&= (a + b)a + (a + b)b &&\text{[por la distributiva]} \\
&= aa + ba + (a + b)b &&\text{[por la distributiva]} \\
&= aa + ba + (ab + bb) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= aa + ba + ab + bb &&\text{[por la asociativa]} \\
&= aa + (ba + ab) + bb &&\text{[por la asociativa]} \\
&= aa + (ab + ab) + bb &&\text{[por la conmutativa]} \\
&= aa + 2(ab) + bb &&\text{[por def. de doble]} \\
\end{align}

Demostraciones con Lean4

Demostraciones interactivas

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

Referencias

4. (a+b)(c+d) = ac+ad+bc+bd

Demostrar con Lean4 que si a, b, c y d son números reales, entonces

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

Demostración en lenguaje natural

Por la siguiente cadena de igualdades
\begin{align}
(a + b)(c + d)
&= a(c + d) + b(c + d) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= ac + ad + b(c + d) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= ac + ad + (bc + bd) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= ac + ad + bc + bd &&\text{[por la asociativa]}
\end{align}

Demostraciones con Lean4

Demostraciones interactivas

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

Referencias

5. (a+b)(a-b) = a²-b²

Demostrar con Lean4 que si a y b son números reales, entonces

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

Demostración en lenguaje natural

Por la siguiente cadena de igualdades:
\begin{align}
(a + b)(a – b)
&= a(a – b) + b(a – b) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= (aa – ab) + b(a – b) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= (a^2 – ab) + b(a – b) &&\text{[por def. de cuadrado]} \\
&= (a^2 – ab) + (ba – bb) &&\text{[por la distributiva]} \\
&= (a^2 – ab) + (ba – b^2) &&\text{[por def. de cuadrado]} \\
&= (a^2 + -(ab)) + (ba – b^2) &&\text{[por def. de resta]} \\
&= a^2 + (-(ab) + (ba – b^2)) &&\text{[por la asociativa]} \\
&= a^2 + (-(ab) + (ba + -b^2)) &&\text{[por def. de resta]} \\
&= a^2 + ((-(ab) + ba) + -b^2) &&\text{[por la asociativa]} \\
&= a^2 + ((-(ab) + ab) + -b^2) &&\text{[por la conmutativa]} \\
&= a^2 + (0 + -b^2) &&\text{[por def. de opuesto]} \\
&= (a^2 + 0) + -b^2 &&\text{[por asociativa]} \\
&= a^2 + -b^2 &&\text{[por def. de cero]} \\
&= a^2 – b^2 &&\text{[por def. de resta]}
\end{align}

Demostraciones con Lean

Demostraciones interactivas

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

Referencias