-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Copy pathsrc.lean
762 lines (550 loc) · 19.7 KB
/
src.lean
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
section MinimalLogic
variable (α β γ : Prop)
theorem ex001 : (α → β) → (β → γ) → α → γ := by
intro (hab : α → β)
intro (hbg : β → γ)
intro (ha : α)
exact hbg (hab ha)
theorem ex002 : (α → β) → (β → γ) → α → β := by
intro (hab : α → β)
intro
intro (ha : α)
exact hab ha
theorem ex003 : (α → γ) → (β → γ) → α ∨ β → γ := by
intro (hag : α → γ)
intro (hbg : β → γ)
intro (h : α ∨ β)
apply Or.elim h
. intro (ha : α)
exact hag ha
. intro (hb : β)
exact hbg hb
theorem ex004 : α ∧ β → β := by
intro (hab : α ∧ β)
exact hab.right
theorem ex005 : α ∧ (β ∧ γ) → (α ∧ β) ∧ γ := by
intro (h : α ∧ (β ∧ γ))
apply And.intro
. apply And.intro
exact h.left
exact h.right.left
. exact h.right.right
theorem ex006 : (α ∧ β) ∧ γ → α ∧ (β ∧ γ) := by
intro (h : (α ∧ β) ∧ γ)
apply And.intro
. exact h.left.left
. apply And.intro
. exact h.left.right
. exact h.right
theorem ex007 : ((α ∨ β) ∧ (α → β)) → β := by
intro (h : (α ∨ β) ∧ (α → β))
have hab := h.left
apply Or.elim hab
. intro ha
exact h.right ha
. intro hb
exact hb
theorem ex007' : ((α ∨ β) ∧ (α → β)) → β :=
fun h =>
Or.elim h.left
(fun ha => h.right ha)
(fun hb => hb)
theorem ex008 : α ∨ (α ∧ β) → α := by
intro h
apply Or.elim h
. intro (ha : α)
exact ha
. intro (hab : α ∧ β)
exact hab.left
theorem ex009 : α ∨ (β ∧ γ) → (α ∨ β) ∧ (α ∨ γ) :=
fun h : α ∨ (β ∧ γ) =>
Or.elim h
(fun ha : α =>
And.intro (Or.inl ha) (Or.inl ha))
(fun hbg : β ∧ γ =>
And.intro (Or.inr hbg.left) (Or.inr hbg.right))
theorem ex010 : (α ∧ β) ∨ (α ∧ γ) → α ∧ (β ∨ γ) :=
fun h : (α ∧ β) ∨ (α ∧ γ) =>
Or.elim h
(fun hab : α ∧ β =>
And.intro hab.left (Or.inl hab.right))
(fun hag : α ∧ γ =>
And.intro hag.left (Or.inr hag.right))
end MinimalLogic
section IntuitionisticLogic
variable (α β γ δ σ : Prop)
theorem ex011 : ¬(α ∧ ¬α) :=
fun h : α ∧ ¬α => h.right h.left
theorem ex012 : ¬α ∨ ¬β → ¬(α ∧ β) :=
fun h : ¬α ∨ ¬β =>
fun hab : α ∧ β =>
Or.elim h
(fun hna : ¬α => hna hab.left)
(fun hnb : ¬β => hnb hab.right)
theorem ex013 : ¬(α ∨ β) → ¬α ∧ ¬β :=
fun h : ¬(α ∨ β) =>
And.intro
(fun ha : α => h (Or.inl ha))
(fun hb : β => h (Or.inr hb))
theorem ex014 : ¬α ∧ ¬β → ¬(α ∨ β) :=
fun h : ¬α ∧ ¬β =>
fun hab : α ∨ β =>
Or.elim hab
(fun ha : α => h.left ha)
(fun hb : β => h.right hb)
theorem ex015 : False → α :=
fun h : False => False.elim h
theorem ex016 : (¬α ∧ α) → β :=
fun h : ¬α ∧ α => absurd h.right h.left
theorem ex017 : (¬γ ∧ (α ∧ β)) ∧ (α ∧ (β ∧ γ)) → (¬¬(α ∧ β) ∧ γ) ∨ (¬(α ∧ β) ∧ ¬γ) :=
fun h : (¬γ ∧ (α ∧ β)) ∧ (α ∧ (β ∧ γ)) =>
have ha : α := h.right.left
have hb : β := h.right.right.left
have hg : γ := h.right.right.right
have hnnab : ¬¬(α ∧ β) :=
fun hnab : ¬(α ∧ β) => hnab (And.intro ha hb)
Or.inl (And.intro hnnab hg)
theorem ex018 : (α ∧ β) → (α ∨ β) :=
fun h : α ∧ β => Or.inl h.left
theorem ex019 : α → ¬¬α ∧ (False → ¬α) :=
fun ha : α =>
And.intro
(fun hna : ¬α => hna ha)
(fun hf : False => False.elim hf)
theorem ex020 : ¬¬(¬α ∨ α) :=
fun hn : ¬(¬α ∨ α) =>
have hna : ¬α := fun ha : α => hn (Or.inr ha)
have h : ¬α ∨ α := Or.inl hna
hn h
theorem ex021 : (α → β) → (α → ¬β) → α → γ :=
fun h₁ : α → β =>
fun h₂ : α → ¬β =>
fun ha : α =>
absurd (h₁ ha) (h₂ ha)
theorem ex022 : ¬α → α → β :=
fun hna : ¬α =>
fun ha : α =>
absurd ha hna
theorem ex023 : ¬¬((¬α → β) ∧ (β → α) → α) :=
fun hn : ¬((¬α → β) ∧ (β → α) → α) =>
(hn (fun h : (¬α → β) ∧ (β → α) =>
(h.right (h.left (fun ha : α =>
(hn (fun _ => ha)))))))
theorem ex024 : (α → β) → ¬β → ¬α :=
fun hab : α → β =>
fun hnb : ¬β =>
fun ha : α =>
absurd (hab ha) hnb
theorem ex025 : (¬α → ¬β) → ¬¬(β → α) :=
fun hnanb : ¬α → ¬β =>
fun hnba : ¬(β → α) =>
have hna : ¬α := fun ha : α => hnba (fun _ : β => ha)
have hnb : ¬β := hnanb hna
hnba (fun hb : β => absurd hb hnb)
example : ¬(β → α) → ¬α :=
fun h =>
fun ha => h (fun _ => ha)
theorem ex026 : (α ∧ β → γ) → α → β → γ :=
fun (h : α ∧ β → γ) (ha : α) (hb : β) =>
h (And.intro ha hb)
theorem ex027 : ((α → β) → α) → ¬¬α :=
fun h : (α → β) → α =>
fun hna : ¬α =>
(hna (h (fun ha : α => absurd ha hna)))
theorem ex028 : α → (α → β) → β :=
fun (ha : α) (hab : α → β) =>
hab ha
theorem ex029 : ((α → β) → γ) → ((β → α) → δ) → ¬¬(γ ∨ δ) :=
fun (h₁ : (α → β) → γ) (h₂ : (β → α) → δ) =>
fun hngd : ¬(γ ∨ δ) =>
hngd
(Or.inl
(h₁ (fun ha : α =>
absurd
(Or.inr (h₂ (fun _ : β => ha)))
hngd)))
theorem ex030 : (α → γ) ∧ (β → ¬γ) → ¬(α ∧ β) :=
fun h : (α → γ) ∧ (β → ¬γ) =>
fun hab : α ∧ β =>
(h.right hab.right) (h.left hab.left)
end IntuitionisticLogic
section ClassicalLogic
open Classical
variable (α β γ δ: Prop)
theorem ex031 : ¬α ∨ α :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inr ha)
(fun hna : ¬α => Or.inl hna)
theorem ex032 : ¬¬α ∨ ¬α :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inl (fun hna : ¬α => hna ha))
(fun hna : ¬α => Or.inr hna)
theorem ex033 : ((α → β) → α) → α :=
fun h : (α → β) → α =>
byContradiction
fun hna : ¬α =>
hna (h (fun ha : α => absurd ha hna))
theorem ex034 : ((α → β) → γ) → ((β → α) → δ) → γ ∨ δ :=
fun (habg : (α → β) → γ) (hbad : (β → α) → δ) =>
Or.elim (em α)
(fun ha : α =>
Or.inr (hbad (fun _ : β => ha)))
(fun hna : ¬α =>
Or.inl (habg (fun ha : α => absurd ha hna)))
theorem ex035 : (¬α → β) ∧ (β → α) → α :=
fun h : (¬α → β) ∧ (β → α) =>
byContradiction
fun hna : ¬α =>
have hnab : ¬α → β := h.left
have hba : β → α := h.right
have ha : α := hba (hnab hna)
show False from hna ha
theorem ex036 : (¬α → ¬β) → β → α :=
fun (hnanb : ¬α → ¬β) (hb : β) =>
byContradiction
fun hna : ¬α =>
absurd hb (hnanb (fun ha : α => hna ha))
theorem ex037 : ((α ∧ β → γ) → α ∧ β) → α ∧ β :=
fun h : (α ∧ β → γ) → α ∧ β =>
byContradiction
fun hnab : ¬(α ∧ β) =>
hnab (h (fun hab : α ∧ β => absurd hab hnab))
theorem ex038 : ((α ∨ β → α ∧ β) → α ∨ β) → α ∨ β :=
fun h : (α ∨ β → α ∧ β) → α ∨ β =>
byContradiction
fun hnab : ¬(α ∨ β) =>
hnab (h (fun hab : α ∨ β => absurd hab hnab))
theorem ex039 : (α → α → β) → α → β :=
fun (haab : α → α → β) (ha : α) =>
haab ha ha
theorem ex040 : ¬α ∨ (β ∨ (β → α)) :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α =>
Or.inr (Or.inr (fun _ : β => ha)))
(fun hna : ¬α => Or.inl hna)
theorem ex041 : (α → β) ∨ α :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inr ha)
(fun hna : ¬α =>
Or.inl (fun ha : α => absurd ha hna))
theorem ex042 : (α ∧ β → α ∨ β) ∨ (α ∨ β → α ∧ β) :=
Or.inl (fun hab : α ∧ β => Or.inl hab.left)
theorem ex042' : ((α → β) ∧ (β → α)) → (α ∨ β → α ∧ β) :=
fun h : ((α → β) ∧ (β → α)) =>
fun hab : α ∨ β =>
Or.elim hab
(fun ha : α => ⟨ha, h.left ha⟩)
(fun hb : β => ⟨h.right hb, hb⟩)
theorem ex043 : (α → β) → (α → ¬β) → ¬α :=
fun (hab : α → β) (hanb : α → ¬β) =>
fun ha : α =>
(hanb ha) (hab ha)
theorem ex044 : (¬α → β) → (¬α → ¬β) → α :=
fun (hnab : ¬α → β) (hnanb : ¬α → ¬β) =>
byContradiction
fun hna : ¬α => (hnanb hna) (hnab hna)
theorem ex045 : α ∨ ¬(α ∧ β) :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inl ha)
(fun hna : ¬α =>
Or.inr (fun hab : α ∧ β => hna hab.left))
theorem ex046 : (α ∧ β → α ∨ β) → (α → α ∨ β) ∨ (β → α ∨ β) :=
fun _ => Or.inl fun ha : α => Or.inl ha
theorem ex047 : (α ∧ β → γ) → (α → γ) ∨ (β → γ) :=
fun h : α ∧ β → γ =>
Or.elim (em α)
(fun ha : α =>
Or.elim (em β)
(fun hb : β => Or.inl (fun _ : α => h ⟨ha, hb⟩))
(fun hnb : ¬β => Or.inr (fun hb : β => absurd hb hnb)))
(fun _ : ¬α =>
Or.elim (em β)
(fun hb : β => Or.inl (fun ha : α => h ⟨ha, hb⟩))
(fun hnb : ¬β => Or.inr (fun hb : β => absurd hb hnb)))
theorem ex048 : (¬α → (α ∧ ¬β)) → α :=
fun h : ¬α → (α ∧ ¬β) =>
byContradiction
fun hna : ¬α =>
absurd (h hna).left hna
theorem ex049 : (α → β) ∧ (¬α → β) → β :=
fun h : (α → β) ∧ (¬α → β) =>
Or.elim (em α)
(fun ha : α => h.left ha)
(fun hna : ¬α => h.right hna)
theorem ex050 : ((α ∧ β) ∨ ¬α) → α → β :=
fun (h₁ : (α ∧ β) ∨ ¬α) (h₂ : α) =>
Or.elim h₁
(fun hab : α ∧ β => hab.right)
(fun hna : ¬α => absurd h₂ hna)
theorem ex051 : (α ∧ ¬β → ¬γ) → α ∧ γ → β :=
fun (h₁ : α ∧ ¬β → ¬γ) (h₂ : α ∧ γ) =>
byContradiction
fun hnb : ¬β =>
have hg : γ := h₂.right
have hng : ¬γ := h₁ (And.intro h₂.left hnb)
absurd hg hng
theorem ex052 : α ∨ ¬α → β ∨ ¬(α ∧ β) :=
fun h : α ∨ ¬α =>
Or.elim h
(fun _ : α =>
Or.elim (em β)
(fun hb : β => Or.inl hb)
(fun hnb : ¬β =>
Or.inr (fun hab : α ∧ β => hnb hab.right)))
(fun hna : ¬α =>
Or.inr (fun hab : α ∧ β => hna hab.left))
theorem ex053 : (α ∧ β → γ) → α → β → γ :=
fun (h : α ∧ β → γ) (ha : α) (hb : β) =>
h (And.intro ha hb)
theorem ex054 : (α → β → γ) → α ∧ β → γ :=
fun (habg : α → β → γ) (hab : α ∧ β) =>
habg hab.left hab.right
-- should find another proof (using ¬α → β)
theorem ex055 : (¬α → β) → ((β → α) → β) → β :=
fun _ (h : (β → α) → β) =>
byContradiction
fun hnb : ¬β =>
hnb (h (fun hb : β => absurd hb hnb))
theorem ex056 : α ∨ (α → (β ∨ (β → (γ → (γ → δ ∨ ¬δ))))) :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inl ha)
(fun hna : ¬α => Or.inr (fun ha : α => absurd ha hna))
-- should find another proof (using dne and em)
theorem ex057 : ((¬¬α → α) → (α ∨ ¬α)) → ¬¬α ∨ ¬α :=
fun _ =>
Or.elim (em ¬α)
(fun hna : ¬α => Or.inr hna)
(fun hnna : ¬¬α => Or.inl hnna)
theorem ex058 : (¬α → β ∨ γ) → (¬α → β) ∨ (¬α → γ) :=
fun h : ¬α → β ∨ γ =>
Or.elim (em α)
(fun ha : α =>
Or.inl (fun hna : ¬α => absurd ha hna))
(fun hna : ¬α =>
Or.elim (h hna)
(fun hb : β => Or.inl fun _ : ¬α => hb)
(fun hg : γ => Or.inr fun _ : ¬α => hg))
theorem ex059 : (α → β) ∨ (β → α) :=
Or.elim (em α)
(fun ha : α => Or.inr (fun _ : β => ha))
(fun hna : ¬α => Or.inl (fun ha : α => absurd ha hna))
theorem ex060 : (α ∨ β → γ) → (α → γ) ∧ (β → γ) :=
fun h : α ∨ β → γ =>
And.intro
(fun ha : α => h (Or.inl ha))
(fun hb : β => h (Or.inr hb))
end ClassicalLogic
section PredicateLogic
open Classical
variable (U : Type)
variable (A : Prop)
variable (P Q α β: U → Prop)
theorem ex061 : ∀ _ : U, (False → False) :=
fun _ : U =>
fun hf : False => hf
theorem ex062 : (∃ x, α x) → (∃ y, α y) :=
fun h : ∃ x, α x =>
Exists.elim h
fun (t : U) (ht : α t) =>
Exists.intro t ht
theorem ex063 : (∀ x, P x → Q x) → (∀ x, P x) → ∀ x, Q x :=
fun (h₁ : ∀ x, P x → Q x) (h₂ : ∀ x, P x) =>
fun x : U =>
(h₁ x) (h₂ x)
theorem ex064 : (∀ x, A → P x) → A → ∀ x, P x :=
fun (h : ∀ x, A → P x) (ha : A) =>
fun x : U =>
h x ha
theorem ex065 : (∀ x, α x) → α t :=
fun h : ∀ x, α x =>
h t
theorem ex066 : α t → ∃ x, α x :=
fun h : α t =>
Exists.intro t h
theorem ex067 : (∀ x, P x → A) → (∃ x, P x) → A :=
fun (h₁ : ∀ x, P x → A) (h₂ : ∃ x, P x) =>
Exists.elim h₂
fun (t : U) (h₂t : P t) =>
h₁ t h₂t
theorem ex068 : (A ∧ ∃ x, P x) → ∃ x, A ∧ P x :=
fun h : A ∧ ∃ x, P x =>
Exists.elim h.right
fun (t : U) (ht : P t) =>
Exists.intro t (And.intro h.left ht)
theorem ex069 : (∃ x, A ∧ P x) → A ∧ ∃ x, P x :=
fun h : ∃ x, (A ∧ P x) =>
Exists.elim h
fun (t : U) (ht : A ∧ P t) =>
And.intro ht.left (Exists.intro t ht.right)
theorem ex070 : (A ∧ ∀ x, P x) → ∀ x, A ∧ P x :=
fun h : A ∧ ∀ x, P x =>
fun x : U =>
And.intro h.left (h.right x)
theorem ex071 (α : U → U → Prop) : (∀ x, ∀ y, α x y) → (∀ y, ∀ x, α x y) :=
fun h : ∀ x, ∀ y, α x y =>
fun y x : U => h x y
theorem ex072 : (∀ x, ¬¬α x) → ¬¬(∀ x, α x) :=
fun h₁ : ∀ x, ¬¬α x =>
fun h₂ : ¬(∀ x, α x) =>
h₂ (fun x : U =>
byContradiction
fun hnax : ¬(α x) =>
(h₁ x) hnax)
theorem ex073 : ¬¬(∀ x, α x) → (∀ x, ¬¬α x) :=
fun h : ¬¬(∀ x, α x) =>
fun x : U =>
fun hnax : ¬(α x) =>
h (fun h' : ∀ x, α x => hnax (h' x))
theorem ex074 : (∃ x, ¬¬α x) → ¬¬(∃ x, α x) :=
fun h : ∃ x, ¬¬α x =>
Exists.elim h
fun (t : U) (hnnat : ¬¬(α t)) =>
fun hnxax : ¬(∃ x, α x) =>
hnxax
(Exists.intro t
(byContradiction
fun hnat : ¬(α t) =>
hnnat hnat))
theorem ex075 : ¬¬(∃ x, α x) → (∃ x, ¬¬(α x)) :=
fun h₁ : ¬¬(∃ x, α x) =>
byContradiction
fun h₂ : ¬(∃ x, ¬¬(α x)) =>
h₁ (fun h₁' : ∃ x, α x =>
Exists.elim h₁'
fun (t : U) (hat : α t) =>
h₂ (Exists.intro t
(fun hnat : ¬(α t) =>
hnat hat)))
theorem ex076 : (∀ x, α x ∧ β x) → (∀ x, α x) ∧ (∀ x, β x) :=
fun h : ∀ x, α x ∧ β x =>
And.intro
(fun x : U => (h x).left)
(fun x : U => (h x).right)
theorem ex077 : (∀ x, α x) ∧ (∀ x, β x) → ∀ x, α x ∧ β x :=
fun h : (∀ x, α x) ∧ (∀ x, β x) =>
fun x : U => And.intro (h.left x) (h.right x)
theorem ex078 : (∃ x, α x ∧ β x) → (∃ x, α x) ∧ (∃ x, β x) :=
fun h : ∃ x, α x ∧ β x =>
Exists.elim h
fun (t : U) (ht : α t ∧ β t) =>
And.intro
(Exists.intro t ht.left)
(Exists.intro t ht.right)
theorem ex079 : (∀ x, α x) ∨ (∀ x, β x) → (∀ x, α x ∨ β x) :=
fun h : (∀ x, α x) ∨ (∀ x, β x) =>
fun x : U =>
Or.elim h
(fun hxax : ∀ x, α x => Or.inl (hxax x))
(fun hxbx : ∀ x, β x => Or.inr (hxbx x))
theorem ex080 : (∃ x, α x ∨ β x) → (∃ x, α x) ∨ (∃ x, β x) :=
fun h : ∃ x, (α x ∨ β x) =>
Exists.elim h
fun (t : U) (ht : α t ∨ β t) =>
Or.elim ht
(fun hat : α t => Or.inl (Exists.intro t hat))
(fun hbt : β t => Or.inr (Exists.intro t hbt))
theorem ex081 : (∃ x, α x) ∨ (∃ x, β x) → ∃ x, α x ∨ β x :=
fun h : (∃ x, α x) ∨ (∃ x, β x) =>
Or.elim h
(fun hxax : ∃ x, α x =>
Exists.elim hxax
fun (t : U) (ht : α t) =>
Exists.intro t (Or.inl ht))
(fun hxbx : ∃ x, β x =>
Exists.elim hxbx
fun (t : U) (ht : β t) =>
Exists.intro t (Or.inr ht))
theorem ex082 (α : Prop) : α ∧ (∃ x, β x) → ∃ x, α ∧ β x :=
fun h : α ∧ (∃ x, β x) =>
Exists.elim h.right
fun (t : U) (hbt : β t) =>
Exists.intro t (And.intro h.left hbt)
theorem ex083 (α : Prop) : (∀ x, α → β x) → α → ∀ x, β x :=
fun (hxabx : ∀ x, (α → β x)) (ha : α) =>
fun x : U => hxabx x ha
theorem ex084 (α : Prop) : (α → ∀ x, β x) → (∀ x, α → β x) :=
fun h : α → ∀ x, β x =>
fun x : U =>
fun ha : α =>
h ha x
theorem ex085 (β : Prop) : (∀ x, α x → β) → (∃ x, α x) → β :=
fun (h₁ : ∀ x, (α x → β)) (h₂ : ∃ x, α x) =>
Exists.elim h₂
fun (t : U) (hat : α t) =>
h₁ t hat
theorem ex086 : (∀ x, ¬α x) → ¬(∃ x, α x) :=
fun h : ∀ x, ¬α x =>
fun hxax : ∃ x, α x =>
Exists.elim hxax
fun (t : U) (hat : α t) =>
h t hat
theorem ex087 : (¬∃ x, α x) → (∀ x, ¬α x) :=
fun h : ¬∃ x, α x =>
fun x : U =>
fun hax : α x =>
h (Exists.intro x hax)
theorem ex088 : (∃ x, ¬α x) → ¬(∀ x, α x) :=
fun h : ∃ x, ¬α x =>
fun hxax : ∀ x, α x =>
Exists.elim h
fun (t : U) (hnat : ¬α t) =>
hnat (hxax t)
theorem ex089 : ¬(∀ x, α x) → (∃ x, ¬α x) :=
fun hnxax : ¬(∀ x, α x) =>
byContradiction
fun hnxnax : ¬(∃ x, ¬α x) =>
hnxax (fun x : U =>
byContradiction
fun hnax : ¬α x =>
hnxnax (Exists.intro x hnax))
theorem ex090 (s : U) : (∀ x, ∃ y, P x ∧ Q y) → ∃ y, ∀ x, P x ∧ Q y :=
fun h : ∀ x, ∃ y, P x ∧ Q y =>
Exists.elim (h s)
fun (t : U) (hst : P s ∧ Q t) =>
Exists.intro t
fun x : U =>
And.intro
(Exists.elim (h x)
fun (t : U) (hxt : P x ∧ Q t) => hxt.left)
hst.right
theorem ex091 : (∃ y, ∀ x, P x ∧ Q y) → ∀ x, ∃ y, P x ∧ Q y :=
fun h : ∃ y, ∀ x, (P x ∧ Q y) =>
Exists.elim h
fun (y₁ : U) (hy₁ : ∀ x, (P x ∧ Q y₁)) =>
fun x : U => Exists.intro y₁ (hy₁ x)
theorem ex092 (s : U) : (∀ x, ∃ y, (P x ∨ Q y)) → ∃ y, ∀ x, P x ∨ Q y := sorry
theorem ex093 : (∃ y, ∀ x, P x ∨ Q y) → ∀ x, ∃ y, P x ∨ Q y :=
fun h : ∃ y, ∀ x, (P x ∨ Q y) =>
Exists.elim h
fun (y₁ : U) (hy₁ : ∀ x, (P x ∨ Q y₁)) =>
fun x : U => Exists.intro y₁ (hy₁ x)
theorem ex094 (R : U → U → Prop) (t : U) : (∀ x, ∀ y, R x y ∧ R y x) → ∃ z, R z z :=
fun h : ∀ x, ∀ y, R x y ∧ R y x =>
Exists.intro t (h t t).left
theorem ex095 (R : U → U → Prop) : (∃ x, R x x) → ∃ y, ∃ z, R y z ∨ R z y :=
fun h : ∃ x, R x x =>
Exists.elim h
fun (s : U) (hrss : R s s) =>
Exists.intro s
(Exists.intro s (Or.inl hrss))
theorem ex096' (s : U) : ∃ x, (P x → ∀ y, P y) := by
apply byContradiction
intro h
apply h
apply Exists.intro s
intro hps
intro y
apply byContradiction
intro hnpy
apply h
apply Exists.intro y
intro hpy
apply absurd hpy hnpy
example (h1 : ∀ x, P x → Q x) (h2 : ∃ x, P x) : ∃ x, Q x := by
apply Exists.elim h2
intro y
intro hpy
apply Exists.intro y
apply h1
apply hpy
end PredicateLogic