(-a) × (-a) = a × a


121

เราทุกคนรู้ว่า (หวังว่า) แต่คุณสามารถพิสูจน์ได้หรือไม่?(a)×(a)=a×a

งานของคุณคือการพิสูจน์ความจริงข้อนี้โดยใช้สัจพจน์วงแหวน สัจพจน์วงแหวนคืออะไร? axioms แหวนเป็นรายการของกฎที่สองการดำเนินงานไบนารีในชุดต้องปฏิบัติตาม ทั้งสองมีการดำเนินการนอกจากนี้และคูณ\สำหรับความท้าทายนี้ที่นี่เป็นหลักการแหวนที่และจะปิดฐานปฏิบัติการในบางชุด ,คือการดำเนินการเอกปิดและ, ,เป็นสมาชิกของ :+×+×SSabcS

  1. a+(b+c)=(a+b)+c

  2. a+0=a

  3. a+(a)=0

  4. a+b=b+a *

  5. a×(b×c)=(a×b)×c

  6. a×1=a

  7. 1×a=a

  8. a×(b+c)=(a×b)+(a×c)

  9. (b+c)×a=(b×a)+(c×a)

หลักฐานของคุณควรเป็นสตริงของความเท่าเทียมกันในการประยุกต์ใช้ความจริงอย่างใดอย่างหนึ่ง

คุณอาจใช้สัจพจน์กับนิพจน์ทั้งหมดหรือกับนิพจน์ย่อย ตัวอย่างเช่นถ้าเรามีเราสามารถใช้ Axiom 4 กับคำ , คำหรือทั้งนิพจน์ทั้งหมด ตัวแปรยังสามารถยืนอยู่สำหรับนิพจน์ที่ซับซ้อนตามอำเภอใจเช่นเราสามารถใช้สัจพจน์ 4 กับเพื่อรับB) ในขั้นตอนการพิสูจน์แต่ละคนที่คุณสามารถใช้อย่างใดอย่างหนึ่งความจริงที่จะเป็นหนึ่งในการแสดงออก สัจพจน์ทั้งหมดเป็นแบบสองทิศทางหมายความว่าการทดแทนสามารถไปในทิศทางใดก็ได้ ไม่อนุญาตให้ใช้สิ่งต่อไปนี้(a+c)+(b+c)(b+c)(a+c)((a×c)+b)+((a)+1)((a)+1)+((a×c)+b)

(a + b) + (c + d) = (a + (b + c)) + d Ax. 1

ควรทำสองขั้นตอน:

(a + b) + (c + d) = ((a + b) + c) + d Ax. 1
                  = (a + (b + c)) + d Ax. 1

ข้อเท็จจริงที่คุณอาจจะได้รับตามปกติ แต่ไม่ได้อยู่ในรายชื่อสัจพจน์ไม่สามารถสันนิษฐานได้เช่นเป็นจริง แต่ต้องใช้หลายขั้นตอนในการขึ้นรูปล่วงหน้า(a)=(1)×a

ผู้ใช้แอนโทนีได้จัดเตรียมเครื่องมือตรวจสอบหลักฐานออนไลน์ ที่สามารถใช้แทน TIO ได้

ตัวอย่างหลักฐาน

นี่คือตัวอย่างการพิสูจน์ว่าด้วยสัจพจน์ที่ใช้ป้ายกำกับทางด้านขวาของแต่ละขั้นตอน(a)=a

 -(-a) = (-(-a)) + 0          Ax. 2
       = 0 + (-(-a))          Ax. 4
       = (a + (-a)) + (-(-a)) Ax. 3
       = a + ((-a) + (-(-a))) Ax. 1
       = a + 0                Ax. 3
       = a                    Ax. 2

ลองออนไลน์!

คุณจะได้รับมอบหมายให้พิสูจน์โดยใช้การทดแทนแบบต่อเนื่องตามที่แสดงด้านบน(a)×(a)=a×a

เกณฑ์การให้คะแนน

นี่คือดังนั้นคำตอบของคุณจะได้รับคะแนนตามขั้นตอนที่ได้รับจากถึงโดยที่คะแนนต่ำกว่าจะดีกว่า(a)×(a)a×a

lemmas

คำตอบบางข้อเลือกที่จะใช้เล็มมาสในการพิสูจน์ดังนั้นฉันจะอธิบายว่าควรทำอย่างไรเพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน สำหรับมือใหม่บทแทรกนั้นเป็นบทพิสูจน์ข้อเท็จจริงที่คุณใช้ในการพิสูจน์ในภายหลัง ในวิชาคณิตศาสตร์จริงพวกเขาสามารถช่วยจัดระเบียบความคิดของคุณหรือนำเสนอข้อมูลให้ผู้อ่านได้อย่างชัดเจน ในความท้าทายนี้โดยใช้บทแทรกไม่ควรมีผลกระทบโดยตรงต่อคะแนนของคุณ (แม้ว่าการพิสูจน์จะช่วยให้การเล่นกอล์ฟง่ายขึ้นหรือยากขึ้น)

หากคุณเลือกที่จะใช้บทแทรกมันจะเสียค่าใช้จ่ายเป็นขั้นตอนมากที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อพิสูจน์ว่าบทแทรกเริ่มแรกทุกครั้งที่คุณใช้งาน ตัวอย่างนี่คือการแบ่งคะแนนของการพิสูจน์โดยใช้บทแทรก

Lemma:
a × 0 = 0

Proof (7 steps):
a × 0 = (a × 0) + 0                        Ax. 2 (1)
      = (a × 0) + ((a × b) + (-(a × b)))   Ax. 3 (1)
      = ((a × 0) + (a × b)) + (-(a × b))   Ax. 1 (1)
      = (a × (0 + b)) + (-(a × b))         Ax. 8 (1)
      = (a × (b + 0)) + (-(a × b))         Ax. 4 (1)
      = (a × b) + (-(a × b))               Ax. 2 (1)
      = 0                                  Ax. 3 (1)

Theorem:
(a × 0) + (b × 0) = 0

Proof (15 steps):
(a × 0) + (b × 0) = 0 + (b × 0)  Lemma (7)
                  = (b × 0) + 0  Ax. 4 (1)
                  = b × 0        Ax. 2 (1)
                  = 0            Lemma (7)

*: มีการชี้ให้เห็นว่าสัจพจน์นี้ไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัดในการพิสูจน์คุณสมบัตินี้อย่างไรก็ตามคุณยังได้รับอนุญาตให้ใช้งาน

†: เนื่องจากไม่ปรากฏในความเสมอภาคที่ต้องการการพิสูจน์ใด ๆ ที่ใช้สัจพจน์เหล่านี้มีไม่น้อย นั่นคือสัจพจน์เหล่านี้ไม่สามารถช่วยพิสูจน์ความจริงที่ต้องการได้ พวกเขาได้รับการรวมเพียงเพื่อความสมบูรณ์1


8
โปรแกรมที่เราเขียนควรจะแก้ปัญหานี้หรือเพียงพิมพ์คำตอบ?
Tahg

8
@Tahg คุณควรจะพิสูจน์และส่งหลักฐานของคุณเป็นคำตอบ สิ่งนี้แตกต่างจากปัญหาส่วนใหญ่ (ถ้าไม่ใช่ทั้งหมด) คุณจะเห็นที่นี่
HyperNeutrino

8
ฉันเข้าใกล้อย่างหงุดหงิดก่อนที่ฉันจะรู้ว่า * 0 = 0 ไม่ได้อยู่ในรายการสัจพจน์
Sparr

8
เอ่อ ... ฉันอาจจะผิด แต่ไม่ใช่วิธีนี้นอก? คำตอบไม่ควรมีรหัสหรือ
สิ้นเชิงมนุษย์

34
@icrieverytim ถ้าช่วยให้คิดว่ารายชื่อสัจพจน์เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่มีฟังก์ชั่นการแทนที่พารามิเตอร์ในตัวเก้าตัวและนี่เป็นโค้ดกอล์ฟสำหรับฟังก์ชั่นที่เปลี่ยนอินพุตเฉพาะให้เป็นเอาต์พุตเฉพาะ
Sparr

คำตอบ:


47

18 ขั้นตอน

(-a)*(-a) = ((-a)*(-a))+0                                             Axiom 2
          = ((-a)*(-a))+(((a*a)+(a*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a)))))        Axiom 3
          = (((-a)*(-a))+((a*a)+(a*(-a))))+(-((a*a)+(a*(-a))))        Axiom 1
          = (((a*a)+(a*(-a)))+((-a)*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))        Axiom 4
          = ((a*a)+((a*(-a))+((-a)*(-a))))+(-((a*a)+(a*(-a))))        Axiom 1
          = ((a*a)+((a+(-a))*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))               Axiom 9
          = ((a*a)+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))                      Axiom 3
          = ((a*(a+0))+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))                  Axiom 2
          = ((a*(a+(a+(-a))))+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))           Axiom 3
          = (((a*a)+(a*(a+(-a))))+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a))))       Axiom 8
          = ((a*a)+((a*(a+(-a)))+(0*(-a))))+(-((a*a)+(a*(-a))))       Axiom 1
          = (a*a)+(((a*(a+(-a)))+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a)))))       Axiom 1
          = (a*a)+((((a*a)+(a*(-a)))+(0*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a)))))   Axiom 8
          = (a*a)+(((a*a)+((a*(-a))+(0*(-a))))+(-((a*a)+(a*(-a)))))   Axiom 1
          = (a*a)+(((a*a)+((a+0)*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a)))))          Axiom 9
          = (a*a)+(((a*a)+(a*(-a)))+(-((a*a)+(a*(-a)))))              Axiom 2
          = (a*a)+0                                                   Axiom 3
          = a*a                                                       Axiom 2

ฉันเขียนโปรแกรมเพื่อตรวจสอบทางออกของฉัน ดังนั้นหากคุณพบข้อผิดพลาดในนี้โปรแกรมของฉันก็ผิดเช่นกัน


@Etoplay คุณมีความอยากรู้อยากเห็นคุณเขียนโปรแกรมใน Prolog หรือไม่?
Jalil Compaoré

23
มันจะดีถ้าคุณสามารถรวมโปรแกรมของคุณ มันสามารถช่วยยืนยันวิธีแก้ไขปัญหาอื่น ๆ ได้อย่างแน่นอน
Sriotchilism O'Zaic

2
คุณได้รับจากบรรทัดแรกถึงวินาทีได้อย่างไรโดยใช้สัจพจน์หนึ่งครั้ง?
SztupY

4
@SztupY Axiom 3 นั้นv + (-v) = 0ให้v = ((a*a)+(a*(-a))คุณไปได้ใน 1 ขั้นตอน
MT0


29

18 ขั้นตอน

แตกต่างจากโซลูชัน 18 ขั้นตอนที่ประกาศไว้แล้ว

a*a = a*a + 0                                                 A2
    = a*a + ((a*(-a) + a*(-a)) + (-(a*(-a) + a*(-a))))        A3
    = (a*a + (a*(-a) + a*(-a))) + (-(a*(-a) + a*(-a)))        A1
    = (a*a + a*((-a) + (-a))) + (-(a*(-a) + a*(-a)))          A8
    = a*(a + ((-a) + (-a))) + (-(a*(-a) + a*(-a)))            A8
    = a*((a + (-a)) + (-a)) + (-(a*(-a) + a*(-a)))            A1
    = a*(0 + (-a)) + (-(a*(-a) + a*(-a)))                     A3
    = a*((-a) + 0) + (-(a*(-a) + a*(-a)))                     A4
    = a*(-a) + (-(a*(-a) + a*(-a)))                           A2
    = (a + 0)*(-a) + (-(a*(-a) + a*(-a)))                     A2
    = (a + (a + (-a)))*(-a) + (-(a*(-a) + a*(-a)))            A3
    = ((a + a) + (-a))*(-a) + (-(a*(-a) + a*(-a)))            A1
    = ((-a) + (a + a))*(-a) + (-(a*(-a) + a*(-a)))            A4
    = ((-a)*(-a) + (a + a)*(-a)) + (-(a*(-a) + a*(-a)))       A9
    = ((-a)*(-a) + (a*(-a) + a*(-a))) + (-(a*(-a) + a*(-a)))  A9
    = (-a)*(-a) + ((a*(-a) + a*(-a)) + (-(a*(-a) + a*(-a))))  A1
    = (-a)*(-a) + 0                                           A3
    = (-a)*(-a)                                               A2

ที่น่าสนใจที่จะเห็นใครบางคนทำมันย้อนหลัง ขั้นตอนทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ดังนั้นนี่จึงเป็นข้อพิสูจน์ที่ดี
Sriotchilism O'Zaic

การกลับหัวกลับหางนั้นเป็นอุบัติเหตุส่วนใหญ่ หลักฐานที่เป็นจริงค่อนข้างสมมาตร: a*(-a) + stuffผมใช้สองลำดับที่คล้ายกันของขั้นตอนที่จะได้รับจากทั้งจบในระยะกลาง
Emil Jeřábek


28

29 26 ขั้นตอน

ไม่มีบทแทรก!

แสดงความคิดเห็นหากคุณเห็นอะไรผิดปกติ (มันง่ายมากที่จะทำผิดพลาด)

(-a) × (-a) = ((-a) + 0) × (-a)                                                  Ax. 2
            = ((-a) + (a + (-a))) × (-a)                                         Ax. 3
            = ((a + (-a)) + (-a)) × (-a)                                         Ax. 4
            = (a + ((-a) + (-a))) × (-a)                                         Ax. 1
            = (a × (-a)) + (((-a) + (-a)) × (-a))                                Ax. 9
            = (a × ((-a) + 0)) + (((-a) + (-a)) × (-a))                          Ax. 2
            = (a × ((-a) + (a + (-a)))) + (((-a) + (-a)) × (-a))                 Ax. 3
            = (a × ((a + (-a)) + (-a))) + (((-a) + (-a)) × (-a))                 Ax. 4
            = (a × (a + ((-a) + (-a)))) + (((-a) + (-a)) × (-a))                 Ax. 1
            = ((a × a) + (a × ((-a) + (-a)))) + (((-a) + (-a)) × (-a))           Ax. 8
            = (a × a) + ((a × ((-a) + (-a))) + (((-a) + (-a)) × (-a)))           Ax. 1
            = (a × a) + (((a × (-a)) + (a × (-a))) + (((-a) + (-a)) × (-a)))     Ax. 8
            = (a × a) + (((a + a) × (-a)) + (((-a) + (-a)) × (-a)))              Ax. 9
            = (a × a) + (((a + a) + ((-a) + (-a))) × (-a))                       Ax. 9
            = (a × a) + ((((a + a) + (-a)) + (-a)) × (-a))                       Ax. 1
            = (a × a) + (((a + (a + (-a))) + (-a)) × (-a))                       Ax. 1
            = (a × a) + (((a + 0) + (-a)) × (-a))                                Ax. 3
            = (a × a) + ((a + (-a)) × (-a))                                      Ax. 2
            = (a × a) + (0 × (-a))                                               Ax. 3
            = (a × a) + ((0 × (-a)) + 0)                                         Ax. 2
            = (a × a) + ((0 × (-a)) + ((0 × (-a)) + (-(0 × (-a)))))              Ax. 3
            = (a × a) + (((0 × (-a)) + (0 × (-a))) + (-(0 × (-a))))              Ax. 1
            = (a × a) + (((0 + 0) × (-a)) + (-(0 × (-a))))                       Ax. 9
            = (a × a) + ((0 × (-a)) + (-(0 × (-a))))                             Ax. 2
            = (a × a) + 0                                                        Ax. 3
            = (a × a)                                                            Ax. 2

เครดิตไปที่Maltysenสำหรับ0 × (-a) = 0



14

18 ขั้นตอน

ไม่ใช่หลักฐาน 18 ขั้นตอนแรก แต่ก็ง่ายกว่าวิธีอื่น ๆ

(-a)*(-a)
= (-a)*(-a) + 0                             [Axiom 2]
= (-a)*(-a) + ((-a)*a + -((-a)*a))          [Axiom 3]
= ((-a)*(-a) + (-a)*a) + -((-a)*a)          [Axiom 1]
= ((-a)*(-a) + ((-a) + 0)*a) + -((-a)*a)    [Axiom 2]
= ((-a)*(-a) + ((-a)*a + 0*a)) + -((-a)*a)  [Axiom 9]
= (((-a)*(-a) + (-a)*a) + 0*a) + -((-a)*a)  [Axiom 1]
= ((-a)*((-a) + a) + 0*a) + -((-a)*a)       [Axiom 8]
= ((-a)*(a + (-a)) + 0*a) + -((-a)*a)       [Axiom 4]
= ((-a)*0 + 0*a) + -((-a)*a)                [Axiom 3]
= (0*a + (-a)*0) + -((-a)*a)                [Axiom 4]
= ((a + (-a))*a + (-a)*0) + -((-a)*a)       [Axiom 3]
= ((a*a + (-a)*a) + (-a)*0) + -((-a)*a)     [Axiom 9]
= (a*a + ((-a)*a + (-a)*0)) + -((-a)*a)     [Axiom 1]
= (a*a + (-a)*(a + 0)) + -((-a)*a)          [Axiom 8]
= (a*a + (-a)*a) + -((-a)*a)                [Axiom 2]
= a*a + ((-a)*a + -((-a)*a))                [Axiom 1]
= a*a + 0                                   [Axiom 3]
= a*a                                       [Axiom 2]

ตรวจสอบ


9
A2: (-a) x (-a) = ((-a) + 0) x (-a)
A3:             = ((-a) + (a + (-a))) x (-a)
A9:             = ((-a) x (-a)) + ((a + (-a)) x (-a))
A4:             = ((-a) x (-a)) + (((-a) + a) x (-a))
A9:             = ((-a) x (-a)) + (((-a) x (-a)) + (a x (-a)))
A1:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + (a x (-a))
A2:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + (a x ((-a) + 0))
A3:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + (a x ((-a) + (a + (-a))))
A8:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + ((a x (-a)) + (a x (a + (-a))))
A8:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + ((a x (-a)) + ((a x a) + (a x (-a))))
A4:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + ((a x (-a)) + ((a x (-a)) + (a x a)))
A1:             = (((-a) x (-a)) + ((-a) x (-a))) + (((a x (-a)) + (a x (-a))) + (a x a))
A8:             = ((-a) x ((-a) + (-a))) + (((a x (-a)) + (a x (-a))) + (a x a))
A8:             = ((-a) x ((-a) + (-a))) + ((a x ((-a) + (-a))) + (a x a))
A1:             = (((-a) x ((-a) + (-a))) + (a x ((-a) + (-a)))) + (a x a)
A9:             = (((-a) + a) x ((-a) + (-a))) + (a x a)
A4:             = ((a + (-a)) x ((-a) + (-a))) + (a x a)
Lemma:          = (0 x ((-a) + (-a))) + (a x a)
A3:             = 0 + (a x a)
A4:             = (a x a) + 0
A2:             = (a x a)

Lemma: 0 = 0 x a

A3: 0 = (0 x a) + (-(0 x a))
A2:   = ((0 + 0) x a) + (-(0 x a))
A9:   = ((0 x a) + (0 x a)) + (-(0 x a))
A1:   = (0 x a) + ((0 x a) + (-(0 x a)))
A3:   = (0 x a) + 0
A2:   = (0 x a)

27 26 ขั้นตอน ขอขอบคุณคุณ Funky Computer Manสำหรับการสังเกตบรรทัดที่ซ้ำซ้อน


1
ยินดีต้อนรับสู่เว็บไซต์! ฉันไม่แน่ใจว่าทำไมคุณสร้างบทแทรกเพื่อใช้เพียงครั้งเดียว แต่ฉันคิดว่ามันไม่ขัดกับกฎ
Sriotchilism O'Zaic

@FunkyComputerMan ขอบคุณ! คุณถูก; ฉันไม่แน่ใจว่าฉันคิดอะไรอยู่เมื่อฉันเขียนบทแทรกนั้น ^^ และขอบคุณสำหรับการแก้ไขและคำพูดของคุณ
Jalil Compaoré

1
@ JalilCompaoréฉันคิดว่าคุณอาจจะสามารถบันทึกครั้งสุดท้ายA3โดยเริ่มต้นด้วยการใช้A2กับที่สอง(-a)มากกว่าครั้งแรก ฉันไม่แน่ใจเพราะฉันไม่มีเวลาที่จะทำมันตอนนี้
H.PWiz

7

6 + 7 + 7 + 6 + 3 = 29 ขั้นตอน

ฉันหวังว่าฉันจะไม่ทำอะไรผิดพลาดแสดงความคิดเห็นถ้าคุณคิดว่าฉันทำ

Lemma 1. a*0=0 (6 steps)

0 = a*0 + -(a*0)  axiom 3
= a*(0+0) + -(a*0) axiom 2
= (a*0 + a*0) + -(a*0) axiom 8
= a*0 + (a*0 + -(a*0)) axiom 1
= a*0 + 0 axiom 3
= a*0 axiom 2

Lemma 2. a*(-b) = -(a*b) (7 steps)

a*(-b) = a*(-b) + 0 axiom 2
= a*(-b) + (a*b + -(a*b)) axiom 3
= (a*(-b) + a*b) + -(a*b) axiom 1
= a*(-b+b) + -(a*b) axiom 8
= a*0 + -(a*b) axiom 3
= 0 + -(a*b) lemma 1
= -(a*b) axiom 2

Lemma 3. (-a)*b = -(a*b) (7 steps)
    same as above

Lemma 4. -(-(a)) = a (6 steps)

 -(-a) = (-(-a)) + 0    axiom 2
 = 0 + (-(-a))          axiom 4
 = (a + (-a)) + (-(-a)) axiom 3
 = a + ((-a) + (-(-a))) axiom 1
 = a + 0                axiom 3
 = a                    axiom 2

Theorem. -a*-a=0 (3 steps)

-a*-a = -(a*(-a)) lemma 3
= -(-(a*a)) lemma 2
= a*a lemma 4

Q.E.D.

3
ฉันไม่คิดว่าคุณจะสามารถสร้าง
บทแทรกได้

11
"ทฤษฎีบท -a * -a = 0" ควรเป็น = a * a?
Sparr

2
@ H.PWiz ฉันไม่ได้มีปัญหากับคนที่ใช้บทแทรก แต่พวกเขาเสียค่าใช้จ่ายเท่าที่พวกเขามีความยาวในแต่ละครั้งที่พวกเขาใช้ ฉันอยากจะแนะนำให้ใช้พวกเขาเพราะพวกเขาสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ แต่เท่าที่ฉันกังวลโพสต์นี้ก็ดี
Sriotchilism O'Zaic

4
ไปจาก "0 + - (a * b)" ถึง "- (a * b)" ในแอปพลิเคชั่นเดียวของ axiom 2 ไม่ถูกต้อง คุณต้องใช้สัจพจน์ 4 เพื่อสลับข้างของ + ก่อน
Sparr

2
วิธีที่ฉันอ่านคือ lemma 2/3 คือ 6 ขั้นตอนบวกอินสแตนซ์ของ lemma 1 สำหรับ 12 ขั้นตอน lemma 4 คือ 6 ขั้นตอนรวมทั้งหมด 30 ขั้นตอน ฉันทำอะไรบางอย่างหายไปหรือเปล่า
Tahg

6

23 ขั้นตอน

(-a) * (-a) = ((-a) * (-a)) + 0                                 ✔ axiom 2
            = ((-a) * (-a)) + (((-a) * a) + -((-a) * a))        ✔ axiom 3
            = (((-a) * (-a)) + (-a) * a) + -((-a) * a)          ✔ axiom 1
            = (-a) * (-a + a) + -((-a) * a)                     ✔ axiom 8
            = (-a) * (a + (-a)) + -((-a) * a)                   ✔ axiom 4
            = ((-a) * 0) + -((-a) * a)                          ✔ axiom 3
            = (((-a) * 0) + 0) + -((-a) * a)                    ✔ axiom 2
            = ((-a) * 0 + ((-a)*0 + -((-a)*0))) + -((-a) * a)   ✔ axiom 3
            = (((-a) * 0 + (-a)*0) + -((-a)*0)) + -((-a) * a)   ✔ axiom 1
            = ((-a) * (0 + 0) + -((-a)*0)) + -((-a) * a)        ✔ axiom 8
            = ((-a) * 0 + -((-a)*0)) + -((-a) * a)              ✔ axiom 2
            = 0 + -((-a) * a)                                   ✔ axiom 3
            = (0* a) + -(0*a) + -((-a) * a)                     ✔ axiom 3
            = ((0+0)* a) + -(0*a) + -((-a) * a)                 ✔ axiom 2
            = ((0 * a ) + (0*a) + -(0*a)) + -((-a) * a)         ✔ axiom 9
            = ((0 * a ) + ((0*a) + -(0*a))) + -((-a) * a)       ✔ axiom 1
            = ((0 * a ) + 0) + -((-a) * a)                      ✔ axiom 3
            = (0 * a ) + -((-a) * a)                            ✔ axiom 2
            = ((a + -a) * a ) + -((-a) * a)                     ✔ axiom 3
            = ((a * a) + (-a) * a) + -((-a) * a)                ✔ axiom 9
            = (a * a) + (((-a) * a) + -((-a) * a))              ✔ axiom 1
            = (a * a) + 0                                       ✔ axiom 3
            = a * a                                             ✔ axiom 2

ลองออนไลน์!

ใช่คุณอ่านถูกต้องแล้วฉันได้เขียนตัวตรวจสอบหลักฐานสำหรับปริศนานี้ (โดยธรรมชาติแล้วมีความเป็นไปได้ที่ตัวตรวจสอบเองนั้นผิด)


5

34 ขั้นตอน

Lemma 1: 0=0*a (8 steps)
    0
A3: a*0 + -(a*0)
A4: -(a*0) + a*0
A2: -(a*0) + a*(0+0)
A8: -(a*0) + (a*0 + a*0)
A1: (-(a*0) + a*0) + a*0
A3: 0 + a*0
A4: a*0 + 0
A2: a*0

Theorem: -a*-a = a*a (49 steps)

    -a * -a
A2: (-a+0) * -a
A2: (-a+0) * (-a+0)
A3: (-a+(a+-a)) * (-a+0)
A3: (-a+(a+-a)) * (-a+(a+-a))
A8: -a*(-a+(a+-a)) + (a+-a)*(-a+(a+-a))
A8: -a*(-a+(a+-a)) + -a*(-a+(a+-a)) + a*(-a+(a+-a))
A3: -a*(-a+0)      + -a*(-a+(a+-a)) + a*(-a+(a+-a))
A3: -a*(-a+0)      + -a*(-a+0)      + a*(-a+(a+-a))
A8: -a*(-a+0)      + -a*(-a+0)      + a*-a + a*(a+-a)
A8: -a*(-a+0)      + -a*(-a+0)      + a*-a + a*a + a*-a
A2: -a*-a          + -a*(-a+0)      + a*-a + a*a + a*-a
A2: -a*-a          + -a*-a          + a*-a + a*a + a*-a
A8: -a*-a          + (-a+a)*-a             + a*a + a*-a
A3: -a*-a          + 0*-a                  + a*a + a*-a
L1: -a*-a          + 0                     + a*a + a*-a
A2: -a*-a                                  + a*a + a*-a
A4: a*a + -a*-a + a*-a
A8: a*a + (-a+a)*-a
A3: a*a + 0*-a
L1: a*a + 0
A2: a*a

1
ฉันสังเกตเห็นการขาดคำอุปมาหลังจากผ่านไปครู่หนึ่ง เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการเชื่อมโยงเป็นขั้นตอนฉันคิดว่ามันจะช่วยให้ง่ายต่อการตรวจสอบหลักฐานของคุณถ้าคุณรวมการรวม
Sriotchilism O'Zaic

ฉันยังคงปรับปรุงและอัปเดต จะพยายามรวม parens ทั้งหมดเมื่อฉันทำเสร็จแล้ว
Sparr

5

25 ขั้นตอน

หมายเหตุ: ขึ้นอยู่กับคำถามที่ฉันสมมติว่ากฎของตรรกะ (รวมถึงความเท่าเทียมกัน) มีนัยโดยนัยและไม่นับรวมนับขั้นตอนทั้งหมด นั่นคือสิ่งต่าง ๆ เช่น "ถ้า x = y ดังนั้น y = x" และ "ถ้า ((P AND Q) และ R) จากนั้น (P AND (Q AND R))" สามารถใช้งานได้โดยปริยาย

แทรก Z [6 ขั้นตอน] : 0*a = 0:

0 = (0*a) + (-(0*a))       | Ax. 3
  = ((0+0)*a) + (-(0*a))   | Ax. 2
  = (0*a + 0*a) + (-(0*a)) | Ax. 9
  = 0*a + (0*a + (-(0*a))) | Ax. 1
  = 0*a + (0)              | Ax. 3
  = 0*a                    | Ax. 2

เลมม่าเอ็ม [12 ขั้นตอน] :(-a)*b = -(a*b)

(-a)*b = (-a)*b + 0                | Ax. 2
       = (-a)*b + (a*b + (-(a*b))) | Ax. 3
       = ((-a)*b + a*b) + (-(a*b)) | Ax. 5
       = ((-a)+a)*b + (-(a*b))     | Ax. 9
       = 0*b + (-(a*b))            | Ax. 3
       = 0 + (-(a*b))              | Lem. Z [6]
       = -(a*b)                    | Ax. 2

ทฤษฎีบท [25 ขั้นตอน] :(-a)*(-a) = a*a

(-a)*(-a) = (-a)*(-a) + 0                | Ax. 2
          = 0 + (-a)*(-a)                | Ax. 4
          = (a*a + (-(a*a))) + (-a)*(-a) | Ax. 3
          = a*a + ((-(a*a)) + (-a)*(-a)) | Ax. 1
          = a*a + ((-a)*a + (-a)*(-a))   | Lem. M [12]
          = a*a + ((-a)*(a + (-a)))      | Ax. 8
          = a*a + ((-a)*0)               | Ax. 3
          = a*a + 0                      | Lem. Z [6]
          = a*a                          | Ax. 2

ฉันรู้สึกว่ามีห้องพักสำหรับการปรับปรุงที่นี่; ตัวอย่างเช่นฉันใช้คุณสมบัติการสับเปลี่ยนของการเพิ่มแม้ว่ามันจะรู้สึกว่ามันไม่จำเป็นเพราะ(-a)*(-a) = a*aมันเป็นความจริงในโครงสร้างพีชคณิตที่การเติมไม่ใช่การสลับสับเปลี่ยน ในอีกทางหนึ่งในโครงสร้างเหล่านั้นตัวตนของสารเติมแต่งคือการเปลี่ยนและนั่นคือทั้งหมดที่ฉันต้องการสำหรับการพิสูจน์ ฉันไม่รู้. โดยทั่วไปโครงสร้างของบทพิสูจน์นั้นค่อนข้างไร้ทิศทาง ฉันเพิ่งเรียงลำดับของปัญหาที่เกิดขึ้นจนกว่าจะทำงานได้ดังนั้นฉันเดิมพันมีการเพิ่มประสิทธิภาพที่จะทำ

สนุกมาก - ขอบคุณสำหรับคำถามที่น่าสนใจและสร้างสรรค์ OP! ฉันไม่เคยเห็นความท้าทายเช่นนี้มาก่อน หวังว่าการจะกลายเป็นสิ่งที่ !


ฉันเห็นว่าวิธีการที่ใช้ใน Lemma Z สามารถสร้างหลักฐานที่เทียบเท่าได้0=(-a)*0ใน 6 ขั้นตอน ในทางเทคนิคแล้วมันควรค่าแก่เลมม่าของตัวเองใช่ไหม?
SmileAndNod

4

22 23 ขั้นตอน

คำตอบใหม่เนื่องจากข้อผิดพลาดก่อนหน้าของฉัน ให้ฉันเพิ่มความคิดเห็นทั่วไปก่อน:

  • ปัญหาไม่อนุญาตให้เพิ่มคำศัพท์ทั้งสองข้างของสมการ ค่อนข้างเราสามารถแก้ไขสตริงเริ่มต้นเท่านั้น
  • การคูณจะไม่ถือว่าเป็นการเปลี่ยน
  • เราได้รับหน่วยที่1แต่ไม่มีบทบาทใด ๆ ในปริศนาเนื่องจากเกี่ยวข้องเฉพาะในกฎที่กำหนด

ตอนนี้สำหรับการพิสูจน์ (สังเกตุฉันกำหนดn = (-a)เพื่อทำให้การอ่านง่ายขึ้น):

(-a)×(-a) :=
n×n =
n×n + 0 =                                [Ax. 2]
n×n + [n×a + -(n×a)] =                   [Ax. 3]
[n×n + n×a] + -(n×a) =                   [Ax. 1]
[n×(n+a)] + -(n×a) =                     [Ax. 8]
[n×(n+a) + 0] + -(n×a) =                 [Ax. 2]
[n×(n+a) + (n×a + -(n×a))] + -(n×a) =    [Ax. 3]
[(n×(n+a) + n×a) + -(n×a)] + -(n×a) =    [Ax. 1]
[n×((n+a) + a) + -(n×a)] + -(n×a) =      [Ax. 8]
[n×((a+n) + a) + -(n×a)] + -(n×a) =      [Ax. 4]
[n×(0 + a) + -(n×a)] + -(n×a) =          [Ax. 3]
[n×(a + 0) + -(n×a)] + -(n×a) =          [Ax. 4]
[n×a + -(n×a)] + -(n×a) =                [Ax. 2]
[(n+0)×a + -(n×a)] + -(n×a) =            [Ax. 2]
[(0+n)×a + -(n×a)] + -(n×a) =            [Ax. 4]
[((a+n)+n)×a + -(n×a)] + -(n×a) =        [Ax. 3]
[((a+n)×a+n×a) + -(n×a)] + -(n×a) =      [Ax. 9]
[(a+n)×a+(n×a + -(n×a))] + -(n×a) =      [Ax. 1]
[(a+n)×a + 0] + -(n×a) =                 [Ax. 3]
[(a+n)×a] + -(n×a) =                     [Ax. 2]
[a×a+n×a] + -(n×a) =                     [Ax. 9]
a×a+[n×a + -(n×a)] =                     [Ax. 1]
a×a+0 =                                  [Ax. 3]
a×a                                      [Ax. 2]

@ H.PWiz ทำไมไม่สามารถที่คุณไปจากnไป0 + nในขั้นตอนเดียว? นั่นไม่ใช่แค่ A2 ใช่ไหม กฎบอกว่าตัวแปรยังสามารถยืนหยัดเพื่อการแสดงออกที่ซับซ้อนโดยพลการได้ด้วย
jq170727

@ jq170727 Axiom 2 ระบุว่าa + 0 = aไม่ใช่0 + a = aเท่านั้น คุณต้องมีขั้นตอนพิเศษหนึ่งขั้นตอนในnการ0 + nเปลี่ยน
Sriotchilism O'Zaic

@ H.PWiz คุณไม่สามารถอ่านความจริงในสิ่งที่ตรงกันข้าม?
jq170727

1
@ jq170727 คุณไม่จำเป็นต้องใช้การเปลี่ยนที่นั้น
Jalil Compaoré

4

304 ขั้นตอน

วิกิชุมชนเพราะหลักฐานนี้สร้างขึ้นโดยฟังก์ชันFindEquationalProofของ Mathematica

หลักฐานค่อนข้างยาว Mathematica ไม่รู้ว่าจะตีกอล์ฟอย่างไร

นี่คือรหัส Mathematica ที่สร้างหลักฐาน (ต้องใช้ Mathematica 11.3), ที่p, t, nวิธีการ+, ×, -ตามลำดับ:

ringAxioms = {ForAll[{a, b, c}, p[a, p[b, c]] == p[p[a, b], c]],
   ForAll[a, p[a, 0] == a],
   ForAll[a, p[a, n[a]] == 0],
   ForAll[{a, b}, p[a, b] == p[b, a]],
   ForAll[{a, b, c}, t[a, t[b, c]] == t[t[a, b], c]],
   ForAll[a, t[a, 1] == a], ForAll[a, t[1, a] == a],
   ForAll[{a, b, c}, t[a, p[b, c]] == p[t[a, b], t[a, c]]],
   ForAll[{a, b, c}, t[p[b, c], a] == p[t[b, a], t[c, a]]]};

proof = FindEquationalProof[t[n[a], n[a]] == t[a, a], ringAxioms];

proof["ProofNotebook"]

มันไม่ง่ายเลยที่จะนับขั้นตอนโดยตรงดังนั้นฉันคำนวณตามจำนวนเส้นทางจากสัจพจน์ไปยังข้อสรุปใน "กราฟพิสูจน์"

graph = proof["ProofGraph"];
score = Sum[
  Length[FindPath[graph, axiom, "Conclusion 1", Infinity, 
    All]], {axiom, 
   Select[VertexList[graph], StringMatchQ["Axiom " ~~ __]]}]

ลองออนไลน์!

นี่คือหลักฐานที่สร้างขึ้นโดยรหัส:

Axiom 1

We are given that:

x1==p[x1, 0]

Axiom 2

We are given that:

x1==t[x1, 1]

Axiom 3

We are given that:

x1==t[1, x1]

Axiom 4

We are given that:

p[x1, x2]==p[x2, x1]

Axiom 5

We are given that:

p[x1, p[x2, x3]]==p[p[x1, x2], x3]

Axiom 6

We are given that:

p[x1, n[x1]]==0

Axiom 7

We are given that:

p[t[x1, x2], t[x3, x2]]==t[p[x1, x3], x2]

Axiom 8

We are given that:

p[t[x1, x2], t[x1, x3]]==t[x1, p[x2, x3]]

Axiom 9

We are given that:

t[x1, t[x2, x3]]==t[t[x1, x2], x3]

Hypothesis 1

We would like to show that:

t[n[a], n[a]]==t[a, a]

Critical Pair Lemma 1

The following expressions are equivalent:

p[0, x1]==x1

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, x2_]\[TwoWayRule]p[x2_, x1_]

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, 0]->x1

where these rules follow from Axiom 4 and Axiom 1 respectively.

Critical Pair Lemma 2

The following expressions are equivalent:

p[x1, p[n[x1], x2]]==p[0, x2]

Proof

Note that the input for the rule:

p[p[x1_, x2_], x3_]->p[x1, p[x2, x3]]

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, n[x1_]]->0

where these rules follow from Axiom 5 and Axiom 6 respectively.

Critical Pair Lemma 3

The following expressions are equivalent:

t[p[1, x1], x2]==p[x2, t[x1, x2]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[t[x1_, x2_], t[x3_, x2_]]->t[p[x1, x3], x2]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

t[1, x1_]->x1

where these rules follow from Axiom 7 and Axiom 3 respectively.

Critical Pair Lemma 4

The following expressions are equivalent:

t[x1, p[1, x2]]==p[x1, t[x1, x2]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[t[x1_, x2_], t[x1_, x3_]]->t[x1, p[x2, x3]]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

t[x1_, 1]->x1

where these rules follow from Axiom 8 and Axiom 2 respectively.

Critical Pair Lemma 5

The following expressions are equivalent:

t[p[1, x1], 0]==t[x1, 0]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, t[x2_, x1_]]->t[p[1, x2], x1]

contains a subpattern of the form:

p[x1_, t[x2_, x1_]]

which can be unified with the input for the rule:

p[0, x1_]->x1

where these rules follow from Critical Pair Lemma 3 and Critical Pair Lemma 1 respectively.

Critical Pair Lemma 6

The following expressions are equivalent:

t[0, 0]==t[1, 0]

Proof

Note that the input for the rule:

t[p[1, x1_], 0]->t[x1, 0]

contains a subpattern of the form:

p[1, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, 0]->x1

where these rules follow from Critical Pair Lemma 5 and Axiom 1 respectively.

Substitution Lemma 1

It can be shown that:

t[0, 0]==0

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 6, and apply the substitution:

t[1, x1_]->x1

which follows from Axiom 3.

Critical Pair Lemma 7

The following expressions are equivalent:

t[x1, 0]==t[p[x1, 1], 0]

Proof

Note that the input for the rule:

t[p[1, x1_], 0]->t[x1, 0]

contains a subpattern of the form:

p[1, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, x2_]\[TwoWayRule]p[x2_, x1_]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 5 and Axiom 4 respectively.

Critical Pair Lemma 8

The following expressions are equivalent:

t[0, p[1, x1]]==t[0, x1]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, t[x1_, x2_]]->t[x1, p[1, x2]]

contains a subpattern of the form:

p[x1_, t[x1_, x2_]]

which can be unified with the input for the rule:

p[0, x1_]->x1

where these rules follow from Critical Pair Lemma 4 and Critical Pair Lemma 1 respectively.

Critical Pair Lemma 9

The following expressions are equivalent:

t[p[x1, 1], p[1, 0]]==p[p[x1, 1], t[x1, 0]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, t[x1_, x2_]]->t[x1, p[1, x2]]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

t[p[x1_, 1], 0]->t[x1, 0]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 4 and Critical Pair Lemma 7 respectively.

Substitution Lemma 2

It can be shown that:

t[p[x1, 1], 1]==p[p[x1, 1], t[x1, 0]]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 9, and apply the substitution:

p[x1_, 0]->x1

which follows from Axiom 1.

Substitution Lemma 3

It can be shown that:

p[x1, 1]==p[p[x1, 1], t[x1, 0]]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 2, and apply the substitution:

t[x1_, 1]->x1

which follows from Axiom 2.

Substitution Lemma 4

It can be shown that:

p[x1, 1]==p[x1, p[1, t[x1, 0]]]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 3, and apply the substitution:

p[p[x1_, x2_], x3_]->p[x1, p[x2, x3]]

which follows from Axiom 5.

Critical Pair Lemma 10

The following expressions are equivalent:

t[0, x1]==t[0, p[x1, 1]]

Proof

Note that the input for the rule:

t[0, p[1, x1_]]->t[0, x1]

contains a subpattern of the form:

p[1, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, x2_]\[TwoWayRule]p[x2_, x1_]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 8 and Axiom 4 respectively.

Critical Pair Lemma 11

The following expressions are equivalent:

t[p[1, 0], p[x1, 1]]==p[p[x1, 1], t[0, x1]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, t[x2_, x1_]]->t[p[1, x2], x1]

contains a subpattern of the form:

t[x2_, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

t[0, p[x1_, 1]]->t[0, x1]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 3 and Critical Pair Lemma 10 respectively.

Substitution Lemma 5

It can be shown that:

t[1, p[x1, 1]]==p[p[x1, 1], t[0, x1]]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 11, and apply the substitution:

p[x1_, 0]->x1

which follows from Axiom 1.

Substitution Lemma 6

It can be shown that:

p[x1, 1]==p[p[x1, 1], t[0, x1]]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 5, and apply the substitution:

t[1, x1_]->x1

which follows from Axiom 3.

Substitution Lemma 7

It can be shown that:

p[x1, 1]==p[x1, p[1, t[0, x1]]]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 6, and apply the substitution:

p[p[x1_, x2_], x3_]->p[x1, p[x2, x3]]

which follows from Axiom 5.

Substitution Lemma 8

It can be shown that:

p[x1, p[n[x1], x2]]==x2

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 2, and apply the substitution:

p[0, x1_]->x1

which follows from Critical Pair Lemma 1.

Critical Pair Lemma 12

The following expressions are equivalent:

n[n[x1]]==p[x1, 0]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, p[n[x1_], x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

p[n[x1_], x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, n[x1_]]->0

where these rules follow from Substitution Lemma 8 and Axiom 6 respectively.

Substitution Lemma 9

It can be shown that:

n[n[x1]]==x1

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 12, and apply the substitution:

p[x1_, 0]->x1

which follows from Axiom 1.

Critical Pair Lemma 13

The following expressions are equivalent:

x1==p[n[x2], p[x2, x1]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[x1_, p[n[x1_], x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

n[x1_]

which can be unified with the input for the rule:

n[n[x1_]]->x1

where these rules follow from Substitution Lemma 8 and Substitution Lemma 9 respectively.

Critical Pair Lemma 14

The following expressions are equivalent:

t[x1, x2]==p[n[x2], t[p[1, x1], x2]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, t[x2_, x1_]]->t[p[1, x2], x1]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 13 and Critical Pair Lemma 3 respectively.

Critical Pair Lemma 15

The following expressions are equivalent:

t[x1, x2]==p[n[x1], t[x1, p[1, x2]]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, t[x1_, x2_]]->t[x1, p[1, x2]]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 13 and Critical Pair Lemma 4 respectively.

Critical Pair Lemma 16

The following expressions are equivalent:

p[1, t[x1, 0]]==p[n[x1], p[x1, 1]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, p[1, t[x1_, 0]]]->p[x1, 1]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 13 and Substitution Lemma 4 respectively.

Substitution Lemma 10

It can be shown that:

p[1, t[x1, 0]]==1

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 16, and apply the substitution:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

which follows from Critical Pair Lemma 13.

Critical Pair Lemma 17

The following expressions are equivalent:

t[t[x1, 0], 0]==t[1, 0]

Proof

Note that the input for the rule:

t[p[1, x1_], 0]->t[x1, 0]

contains a subpattern of the form:

p[1, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

p[1, t[x1_, 0]]->1

where these rules follow from Critical Pair Lemma 5 and Substitution Lemma 10 respectively.

Substitution Lemma 11

It can be shown that:

t[x1, t[0, 0]]==t[1, 0]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 17, and apply the substitution:

t[t[x1_, x2_], x3_]->t[x1, t[x2, x3]]

which follows from Axiom 9.

Substitution Lemma 12

It can be shown that:

t[x1, 0]==t[1, 0]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 11, and apply the substitution:

t[0, 0]->0

which follows from Substitution Lemma 1.

Substitution Lemma 13

It can be shown that:

t[x1, 0]==0

Proof

We start by taking Substitution Lemma 12, and apply the substitution:

t[1, x1_]->x1

which follows from Axiom 3.

Critical Pair Lemma 18

The following expressions are equivalent:

t[x1, t[0, x2]]==t[0, x2]

Proof

Note that the input for the rule:

t[t[x1_, x2_], x3_]->t[x1, t[x2, x3]]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

t[x1_, 0]->0

where these rules follow from Axiom 9 and Substitution Lemma 13 respectively.

Critical Pair Lemma 19

The following expressions are equivalent:

p[1, t[0, x1]]==p[n[x1], p[x1, 1]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

contains a subpattern of the form:

p[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, p[1, t[0, x1_]]]->p[x1, 1]

where these rules follow from Critical Pair Lemma 13 and Substitution Lemma 7 respectively.

Substitution Lemma 14

It can be shown that:

p[1, t[0, x1]]==1

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 19, and apply the substitution:

p[n[x1_], p[x1_, x2_]]->x2

which follows from Critical Pair Lemma 13.

Critical Pair Lemma 20

The following expressions are equivalent:

t[0, t[0, x1]]==t[0, 1]

Proof

Note that the input for the rule:

t[0, p[1, x1_]]->t[0, x1]

contains a subpattern of the form:

p[1, x1_]

which can be unified with the input for the rule:

p[1, t[0, x1_]]->1

where these rules follow from Critical Pair Lemma 8 and Substitution Lemma 14 respectively.

Substitution Lemma 15

It can be shown that:

t[0, x1]==t[0, 1]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 20, and apply the substitution:

t[x1_, t[0, x2_]]->t[0, x2]

which follows from Critical Pair Lemma 18.

Substitution Lemma 16

It can be shown that:

t[0, x1]==0

Proof

We start by taking Substitution Lemma 15, and apply the substitution:

t[x1_, 1]->x1

which follows from Axiom 2.

Critical Pair Lemma 21

The following expressions are equivalent:

t[n[1], x1]==p[n[x1], t[0, x1]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], t[p[1, x2_], x1_]]->t[x2, x1]

contains a subpattern of the form:

p[1, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, n[x1_]]->0

where these rules follow from Critical Pair Lemma 14 and Axiom 6 respectively.

Substitution Lemma 17

It can be shown that:

t[n[1], x1]==p[n[x1], 0]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 21, and apply the substitution:

t[0, x1_]->0

which follows from Substitution Lemma 16.

Substitution Lemma 18

It can be shown that:

t[n[1], x1]==n[x1]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 17, and apply the substitution:

p[x1_, 0]->x1

which follows from Axiom 1.

Critical Pair Lemma 22

The following expressions are equivalent:

t[n[1], t[x1, x2]]==t[n[x1], x2]

Proof

Note that the input for the rule:

t[t[x1_, x2_], x3_]->t[x1, t[x2, x3]]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

t[n[1], x1_]->n[x1]

where these rules follow from Axiom 9 and Substitution Lemma 18 respectively.

Substitution Lemma 19

It can be shown that:

n[t[x1, x2]]==t[n[x1], x2]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 22, and apply the substitution:

t[n[1], x1_]->n[x1]

which follows from Substitution Lemma 18.

Critical Pair Lemma 23

The following expressions are equivalent:

t[x1, n[1]]==p[n[x1], t[x1, 0]]

Proof

Note that the input for the rule:

p[n[x1_], t[x1_, p[1, x2_]]]->t[x1, x2]

contains a subpattern of the form:

p[1, x2_]

which can be unified with the input for the rule:

p[x1_, n[x1_]]->0

where these rules follow from Critical Pair Lemma 15 and Axiom 6 respectively.

Substitution Lemma 20

It can be shown that:

t[x1, n[1]]==p[n[x1], 0]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 23, and apply the substitution:

t[x1_, 0]->0

which follows from Substitution Lemma 13.

Substitution Lemma 21

It can be shown that:

t[x1, n[1]]==n[x1]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 20, and apply the substitution:

p[x1_, 0]->x1

which follows from Axiom 1.

Critical Pair Lemma 24

The following expressions are equivalent:

n[t[x1, x2]]==t[x1, t[x2, n[1]]]

Proof

Note that the input for the rule:

t[x1_, n[1]]->n[x1]

contains a subpattern of the form:

t[x1_, n[1]]

which can be unified with the input for the rule:

t[t[x1_, x2_], x3_]->t[x1, t[x2, x3]]

where these rules follow from Substitution Lemma 21 and Axiom 9 respectively.

Substitution Lemma 22

It can be shown that:

t[n[x1], x2]==t[x1, t[x2, n[1]]]

Proof

We start by taking Critical Pair Lemma 24, and apply the substitution:

n[t[x1_, x2_]]->t[n[x1], x2]

which follows from Substitution Lemma 19.

Substitution Lemma 23

It can be shown that:

t[n[x1], x2]==t[x1, n[x2]]

Proof

We start by taking Substitution Lemma 22, and apply the substitution:

t[x1_, n[1]]->n[x1]

which follows from Substitution Lemma 21.

Substitution Lemma 24

It can be shown that:

t[a, n[n[a]]]==t[a, a]

Proof

We start by taking Hypothesis 1, and apply the substitution:

t[n[x1_], x2_]->t[x1, n[x2]]

which follows from Substitution Lemma 23.

Conclusion 1

We obtain the conclusion:

True

Proof

Take Substitution Lemma 24, and apply the substitution:

n[n[x1_]]->x1

which follows from Substitution Lemma 9.
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.