(-ए) × (-ए) = a a


121

हम सभी जानते हैं कि (उम्मीद है), लेकिन क्या आप इसे साबित कर सकते हैं?(a)×(a)=a×a

आपका कार्य रिंग के स्वयंसिद्धों का उपयोग करके इस तथ्य को साबित करना है। वलय स्वयंसिद्ध क्या हैं? रिंग स्वयंसिद्ध नियमों की एक सूची है जो एक सेट पर दो बाइनरी संचालन का पालन करना है। दो ऑपरेशन इसके अलावा, , और गुणा, । इस चुनौती के लिए यहां अंगूठी सूक्तियों कहाँ हो और कुछ सेट पर द्विआधारी संचालन बंद हो जाती हैं , पर एक बंद एकल ऑपरेशन है , और , , के सदस्य हैं :+×+×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)

आपके प्रमाण में प्रत्येक एक स्वयंसिद्ध का अनुप्रयोग होने वाली समानता का एक तार होना चाहिए।

आप पूरी अभिव्यक्ति या कुछ उप-अभिव्यक्ति के लिए स्वयंसिद्ध लागू कर सकते हैं। उदाहरण के लिए यदि हमारे पास हम Axiom 4 को सिर्फ पद, पद या संपूर्ण अभिव्यक्ति के रूप में लागू कर सकते हैं। चर भी मनमाने ढंग से जटिल भाव उदाहरण के लिए हम करने के लिए स्वयंसिद्ध 4 आवेदन कर सकते हैं के लिए में खड़े हो सकते हैं प्राप्त करने के लिए । प्रमाण के प्रत्येक चरण में आप केवल एक स्वयंसिद्ध एक अभिव्यक्ति के लिए आवेदन कर सकते हैं । सभी स्वयंसिद्ध द्विदिश हैं, जिसका अर्थ प्रतिस्थापन किसी भी दिशा में जा सकता है। निम्नलिखित जैसी चीजों की अनुमति नहीं है(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

यह दो चरणों में किया जाना चाहिए:

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

ऐसे तथ्य जिन्हें आप सामान्य रूप से स्वीकार कर सकते हैं, लेकिन स्वयंसिद्ध सूची में सूचीबद्ध नहीं हैं , उदाहरण के लिए सत्य नहीं है, लेकिन इसके लिए कई चरणों की आवश्यकता होती है।(a)=(1)×a

उपयोगकर्ता एंथोनी ने कृपया एक ऑनलाइन प्रमाण सत्यापनकर्ता प्रदान किया है जिसे टीआईओ के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

उदाहरण प्रमाण

यहाँ एक उदाहरण प्रमाण है कि प्रत्येक चरण के दाईं ओर लेबल वाले स्वयंसिद्ध शब्दों के साथ।(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

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

आपको , जैसा कि ऊपर दिखाए गए क्रमिक प्रतिस्थापन का उपयोग करके साबित करने का काम सौंपा जाएगा ।(a)×(a)=a×a

स्कोरिंग

यह वह जगह है तो अपने जवाब से प्राप्त करने के लिए ले लिया चरणों की संख्या में स्कोर किया जाएगा करने के लिए एक कम स्कोर बेहतर होने के साथ।(a)×(a)a×a

लेम्मास

कुछ जवाबों ने अपने प्रमाण में लेम्मस का उपयोग करने के लिए चुना है, इसलिए मैं वर्णन करूंगा कि किसी भी भ्रम से बचने के लिए कैसे स्कोर किया जाना चाहिए। बिन बुलाए के लिए, नींबू उन तथ्यों का प्रमाण है जो आप बाद में सबूत में उपयोग करते हैं। वास्तविक गणित में वे आपके विचारों को व्यवस्थित करने या जानकारी को स्पष्ट रूप से पाठक तक पहुँचाने में सहायक हो सकते हैं। इस चुनौती में नींबू का उपयोग करने से आपके स्कोर पर सीधा प्रभाव नहीं होना चाहिए। (हालांकि सबूत संगठन इसे गोल्फ के लिए आसान या कठिन बना सकता है)

यदि आप नींबू का उपयोग करना चुनते हैं, तो यह कई चरणों के रूप में खर्च होगा क्योंकि यह साबित करने के लिए लिया गया था कि हर बार जब आप इसका उपयोग करते हैं तो पहली बार में नींबू। उदाहरण के लिए यहाँ लेम्मस का उपयोग कर एक प्रमाण का स्कोर टूटना है।

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)

*: यह इंगित किया गया है कि इस संपत्ति को साबित करने के लिए यह स्वयंसिद्ध सख्ती से आवश्यक नहीं है, हालांकि आपको अभी भी इसका उपयोग करने की अनुमति है।

Does: चूँकि वांछित समानता में प्रकट नहीं होता है, इसलिए कोई भी प्रमाण जो इन स्वयंसिद्ध शब्दों का उपयोग करता है, न्यूनतम नहीं है। यह है कि स्वयंसिद्ध वांछित तथ्य को साबित करने में मदद नहीं कर सकता है। उन्हें सिर्फ पूर्णता के लिए शामिल किया गया है।1


8
क्या एक प्रोग्राम है जिसे हम इसे हल करने के लिए लिखते हैं, या केवल उत्तर को प्रिंट करते हैं?
ताहग

8
@Tahg आप इसे साबित करने वाले हैं और उत्तर के रूप में अपना प्रमाण प्रस्तुत करना चाहते हैं। यह सबसे अलग है (यदि सभी नहीं) तो समस्याएं आपको यहां दिखाई देंगी।
हाइपरएनुट्रिनो

8
इससे पहले कि मैं महसूस करता कि मैं एक * 0 = 0 स्वयंसिद्ध की सूची में नहीं है, मैं निराश हो गया।

8
एर्म ... मैं गलत हो सकता हूं लेकिन इस तरह का विषय नहीं है? उत्तर में कोड नहीं होना चाहिए?
पूरी तरह से

34
@icrieverytim अगर यह मदद करता है, तो नौ निर्मित पैरामीटर प्रतिस्थापन कार्यों के साथ एक प्रोग्रामिंग भाषा के रूप में स्वयंसिद्ध सूची के बारे में सोचें, और यह एक फ़ंक्शन के लिए एक कोड गोल्फ है जो एक विशिष्ट इनपुट को एक विशिष्ट आउटपुट में बदल देता है।
स्पियर

जवाबों:


47

18 कदम

(-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

मैंने अपने समाधान की जांच करने के लिए एक कार्यक्रम लिखा। इसलिए अगर आपको इसमें कोई त्रुटि मिलती है, तो मेरा कार्यक्रम भी गलत है।


@Etoplay जिज्ञासा से बाहर, आपने प्रोलॉग में अपना कार्यक्रम लिखा था?
जलील कॉम्पोरा

23
यह बहुत अच्छा होगा यदि आप अपने कार्यक्रम को शामिल कर सकते हैं। यह निश्चित रूप से अन्य समाधानों को सत्यापित करने में मदद कर सकता है।
श्रीओटचिलिज्म ओ’जैसिक

2
एक बार एक स्वयंसिद्ध लागू करने से आप पहली पंक्ति से दूसरी पंक्ति में कैसे पहुंचे?
सेप्टूप्ये

4
@SztupY स्वयंसिद्ध 3 है v + (-v) = 0चलो v = ((a*a)+(a*(-a))और आप 1 कदम में वहाँ मिलता है।
MT0


29

18 कदम

पहले से ही पोस्ट किए गए 18-चरण समाधान से अलग है।

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

किसी को पीछे से करते देखना दिलचस्प है। सभी कदम प्रतिवर्ती हैं इसलिए यह एक अच्छा प्रमाण है।
श्रीओटचिलिज्म ओ'जैसिक

यह उल्टा हो जाता है कि ज्यादातर आकस्मिक होता है। प्रमाण वास्तव में काफी सममित है: मैं या तो अंत से मध्य अवधि तक प्राप्त करने के लिए चरणों के दो समान अनुक्रमों का उपयोग करता हूं a*(-a) + stuff
एमिल जेकाबेक


28

29 26 कदम

कोई नींबू नहीं!

अगर आपको कुछ गलत दिखाई दे तो टिप्पणी करें। (गलती करना बहुत आसान है)

(-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

क्रेडिट को जाता है Maltysen के लिए 0 × (-एक) = 0



14

18 कदम

पहला 18-चरणीय प्रमाण नहीं है, लेकिन यह दूसरों की तुलना में सरल है।

(-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]

मान्य करें


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 स्टेप्स डुप्लीकेट लाइन को नोट करने के लिए फंकी कंप्यूटर मैन का धन्यवाद।


1
साइट पर आपका स्वागत है! मुझे यकीन नहीं है कि आप केवल एक बार इसका उपयोग करने के लिए एक लेम्मा का निर्माण करते हैं, लेकिन मुझे लगता है कि यह नियमों के खिलाफ नहीं है।
श्रीकोटिलिज्म ओ'जैसिक

@FunkyComputerMan धन्यवाद! आप सही हे; मुझे यकीन नहीं है कि मैं क्या सोच रहा था जब मैंने लिखा था कि लेम्मा ^ ^। और आपके संपादन और आपकी टिप्पणी के लिए धन्यवाद।
जलील कंपोरा

1
@ JalilCompaoré मुझे लगता है कि आप पहले के बजाय दूसरे (-ए) मेंA3 आवेदन करके शुरू करके उस अंतिम को बचाने में सक्षम हो सकते हैं । मुझे यकीन नहीं है, क्योंकि मेरे पास अभी इसके माध्यम से काम करने का समय नहीं है। A2
एच। वाइज

7

6 + 7 + 7 + 6 + 3 = 29 कदम

मैं वास्तव में आशा करता हूं कि मैंने कुछ भी नहीं किया, अगर आपको लगता है कि मैंने किया तो एक टिप्पणी छोड़ दें।

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
मुझे नहीं लगता कि आप हालांकि
लेममा

11
"प्रमेय? -ए * -ए = 0" होना चाहिए = ए * ए?
स्पायर

2
@ H.PWiz मुझे लेमेस का उपयोग करने वाले लोगों के साथ कोई समस्या नहीं है, लेकिन जब तक वे उपयोग किए जाते हैं तब तक वे कई चरणों में खर्च करते हैं। मैं उनका उपयोग करने के खिलाफ सिफारिश करूंगा क्योंकि वे अनुकूलन के रास्ते में मिल सकते हैं, लेकिन जहां तक ​​मेरा सवाल है यह पद ठीक है।
श्रीओटचिलिज्म ओ'जैसिक

4
axiom 2 के एकल अनुप्रयोग में "0 + - (a * b)" से "- (a * b)" जाना सही नहीं है। आपको axiom 4 का उपयोग करने की आवश्यकता है + पहले के किनारों को स्वैप करने के लिए।
स्पर्धा

2
जिस तरह से मैंने इसे पढ़ा है वह है लेम्मा 2/3, 6 चरण हैं और 12 चरणों के लिए लेम्मा 1 का उदाहरण है, लेम्मा 4 कुल 6 चरणों के लिए 6 चरणों का है। क्या मुझसे कोई चूक हो रही है?
तहग सिप

6

23 कदम

(-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

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

हाँ, आपने सही पढ़ा, मैंने इस पहेली के लिए एक प्रूफ-चेकर लिखा है (स्वाभाविक रूप से ऐसी संभावना है कि चेकर स्वयं गलत है)


5

34 कदम

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
मैं थोड़ी देर के बाद parens की कमी देख रहा हूँ। क्योंकि एसोसिएशन के कदमों की लागत है, मुझे लगता है कि अगर आप पार्न्स को शामिल करते हैं तो अपने प्रमाण को सत्यापित करना आसान होगा।
श्रीओटचिलिज्म ओ'जैसिक

अभी भी सुधार और अद्यतन कर रहा हूँ। जब मैं करूँगा तो सभी परनों को शामिल करने की कोशिश करूँगा।
स्पार्क

5

25 कदम

नोट: प्रश्न के आधार पर, मैं मान रहा हूं कि तर्क के नियम (समानता सहित) निहित हैं और कुल चरण की गिनती की ओर नहीं आते हैं। अर्थात, "अगर x = y, तो y = x" और "अगर (P (Q) और R)) तो (P AND (Q AND R))" जैसी चीजों का उपयोग किया जा सकता है।

लेम्मा जेड [6 चरणों] : 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

लेम्मा एम [12 कदम] :(-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

प्रमेय [25 कदम] :(-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

मुझे लगता है कि यहां सुधार के लिए जगह है; उदाहरण के लिए, मैं जोड़-घटाव की संपत्ति का उपयोग करता हूं, हालांकि ऐसा लगता है कि यह अनावश्यक होना चाहिए, क्योंकि (-a)*(-a) = a*aबीजगणितीय संरचनाओं में यह सच है , जहां इसके अलावा गैर-कम्यूटेटिव है। दूसरी ओर, उन संरचनाओं में, योजक की पहचान सराहनीय है, और यह सब मुझे सबूत के लिए आवश्यक है। मुझे नही पता। आम तौर पर, सबूत की संरचना दिशाहीन लगती है; जब तक यह काम किया, मैं समस्या पर सामान फेंक दिया, तो मुझे यकीन है कि वहाँ कुछ अनुकूलन किया जाना है।

यह मजेदार था - दिलचस्प और रचनात्मक प्रश्न ओपी के लिए धन्यवाद! मैंने पहले कभी इस तरह की चुनौतियाँ नहीं देखीं; उम्मीद है कि एक चीज़ बन जाता है!


मैं देखता हूं कि लेम्मा जेड में प्रयुक्त दृष्टिकोण 0=(-a)*06 चरणों में एक समान प्रमाण कैसे बना सकता है । तकनीकी रूप से यह अपनी खुद की Lemma का हकदार है, है ना?
स्माइलएंडनॉड

4

२२ २३ कदम

नया उत्तर, जैसा कि मेरा पिछला दोष था। मुझे पहले कुछ सामान्य टिप्पणियाँ जोड़ने दें:

  • समस्या समीकरण के दोनों किनारों पर शब्दों को जोड़ने की अनुमति नहीं देती है; बल्कि, हम केवल एक प्रारंभिक स्ट्रिंग को संशोधित कर सकते हैं।
  • गुणन को सराहनीय नहीं माना जाता है।
  • हम एक इकाई दिया जाता है 1 , लेकिन यह क्योंकि यह नियम है कि यह परिभाषित में विशेष रूप से शामिल है पहेली में कोई भूमिका निभाता है।

अब प्रमाण के लिए (नोटिस मैं n = (-a परिभाषित करता हूं ) पढ़ने को सरल बनाने के लिए):

(-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 कारण है कि आप से नहीं जा सकते nकरने के लिए 0 + nएक कदम में? यह सिर्फ A2 नहीं है? नियम कहते हैं कि चर मनमाने ढंग से जटिल अभिव्यक्तियों के लिए भी खड़े हो सकते हैं
jq170727

@ jq170727 Axiom 2 में केवल यही कहा गया है कि a + 0 = aनहीं 0 + a = a। से प्राप्त करने के लिए आपको एक अतिरिक्त सराहनीय कदम की आवश्यकता nहै 0 + n
श्रीओटचिलिज्म ओ’जैसिक

@ H.Piz क्या आप एक्सलॉम को रिवर्स में नहीं पढ़ सकते हैं?
jq170727

1
@ jq170727 नहीं, आपको इसके लिए कम्यूटेशन का उपयोग करना होगा।
जलील कॉम्पोरा

4

304 कदम

सामुदायिक विकी क्योंकि यह प्रमाण Mathematica के FindEquationalProof फ़ंक्शन द्वारा उत्पन्न होता है ।

प्रमाण लंबा है। Mathematica यह नहीं जानता कि इसे गोल्फ कैसे बनाया जाए।

यह मेथेमेटिका कोड है कि सबूत उत्पन्न करता है, जहां (मेथेमेटिका 11.3 की आवश्यकता है) है p, t, nसाधन +, ×, -क्रमशः:

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"]

सीधे कदमों को गिनना आसान नहीं है, इसलिए मैं इसे "प्रूफ ग्राफ" में एक्सिलियो से निष्कर्ष तक की संख्या से पथ की गणना करता हूं।

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

इसे ऑनलाइन आज़माएं!

यह कोड द्वारा उत्पन्न प्रमाण है:

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.
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