Package natural-div-thm: Properties of natural number division

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• Package tarball natural-div-thm-1.59.tgz
• Theory source file natural-div-thm.thy (included in the package tarball)

Theorems

⊦ ∀n. even n ∨ odd n

⊦ ∀n. ¬(even n ∧ odd n)

⊦ ∀n. even (2 * n)

⊦ ∀n. ¬even n ⇔ odd n

⊦ ∀n. ¬odd n ⇔ even n

⊦ ∀n. n div 1 = n

⊦ ∀n. n mod 1 = 0

⊦ ∀n. odd (suc (2 * n))

⊦ ∀m n. n * (m div n) ≤ m

⊦ ∀n. even n ⇔ n mod 2 = 0

⊦ ∀n. ¬(n = 0) ⇒ 0 div n = 0

⊦ ∀n. ¬(n = 0) ⇒ 0 mod n = 0

⊦ ∀n. ¬(n = 0) ⇒ n mod n = 0

⊦ ∀m n. m < n ⇒ m div n = 0

⊦ ∀m n. m < n ⇒ m mod n = m

⊦ ∀n. odd n ⇔ n mod 2 = 1

⊦ ∀n. ¬(n = 0) ⇒ n div n = 1

⊦ ∀m n. even (m * n) ⇔ even m ∨ even n

⊦ ∀m n. even (m + n) ⇔ even m ⇔ even n

⊦ ∀m n. odd (m * n) ⇔ odd m ∧ odd n

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ m div n ≤ m

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ m mod n ≤ m

⊦ ∀n. even n ⇔ ∃m. n = 2 * m

⊦ ∀n. n mod 2 = if even n then 0 else 1

⊦ ∀m n. odd (m + n) ⇔ ¬(odd m ⇔ odd n)

⊦ ∀n. odd n ⇔ ∃m. n = suc (2 * m)

⊦ ∀m n. ¬(m = 0) ⇒ m * n div m = n

⊦ ∀m n. ¬(m = 0) ⇒ m * n mod m = 0

⊦ ∀a b n. b < a * n ⇒ b div a < n

⊦ ∀m n p. (m * n + p) mod n = p mod n

⊦ ∀m n. n ≤ m ⇒ (even (m - n) ⇔ even m ⇔ even n)

⊦ ∀n m. ¬(n = 0) ⇒ m mod n mod n = m mod n

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ (m div n = 0 ⇔ m < n)

⊦ ∀m n. n ≤ m ⇒ (odd (m - n) ⇔ ¬(odd m ⇔ odd n))

⊦ ∀m n. 0 < m ∧ m ≤ n ⇒ 2 * (n mod m) ≤ n

⊦ ∀a b n. ¬(a = 0) ⇒ (n ≤ b div a ⇔ a * n ≤ b)

⊦ ∀a b n. ¬(a = 0) ⇒ (b div a < n ⇔ b < a * n)

⊦ ∀m n p. ¬(p = 0) ⇒ m * (n div p) ≤ m * n div p

⊦ ∀m n p. ¬(p = 0) ∧ m ≤ n ⇒ m div p ≤ n div p

⊦ ∀m n p. ¬(p = 0) ∧ p ≤ m ⇒ n div m ≤ n div p

⊦ ∀a b n. ¬(a = 0) ∧ b ≤ a * n ⇒ b div a ≤ n

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ (m mod n = 0 ⇔ ∃q. m = q * n)

⊦ ∀m n p q. m = n + q * p ⇒ m mod p = n mod p

⊦ ∀n m p. ¬(n = 0) ⇒ m * (p mod n) mod n = m * p mod n

⊦ ∀n m p. ¬(n = 0) ⇒ (m mod n) * p mod n = m * p mod n

⊦ ∀a b n. ¬(n = 0) ⇒ (a * n + b) div n = a + b div n

⊦ ∀m n p. ¬(m * p = 0) ⇒ m * n div m * p = n div p

⊦ ∀m n p. ¬(n * p = 0) ⇒ m div n div p = m div n * p

⊦ ∀m n p. ¬(n * p = 0) ⇒ m mod n * p mod n = m mod n

⊦ ∀m n p. ¬(n = 0) ∧ n ≤ p ⇒ m mod n mod p = m mod n

⊦ ∀m n p. ¬(p = 0) ∧ m + p ≤ n ⇒ m div p < n div p

⊦ ∀m n. (∃q. m = n * q) ⇔ if n = 0 then m = 0 else m mod n = 0

⊦ ∀m n q r. m = q * n + r ∧ r < n ⇒ m div n = q

⊦ ∀m n q r. m = q * n + r ∧ r < n ⇒ m mod n = r

⊦ ∀n p. n < 2 * p ⇒ n mod p = if n < p then n else n - p

⊦ ∀a b n. ¬(a = 0) ⇒ (n < b div a ⇔ a * (n + 1) ≤ b)

⊦ ∀a b n. ¬(a = 0) ⇒ (b div a ≤ n ⇔ b < a * (n + 1))

⊦ ∀n m p. ¬(n = 0) ⇒ (m mod n) * (p mod n) mod n = m * p mod n

⊦ ∀n a b. ¬(n = 0) ⇒ (a mod n + b mod n) mod n = (a + b) mod n

⊦ ∀m n p. ¬(m * p = 0) ⇒ m * n mod m * p = m * (n mod p)

⊦ ∀m n p. ¬(n * p = 0) ⇒ m div n mod p = m mod n * p div n

⊦ ∀n a b. ¬(n = 0) ⇒ (suc a mod n = suc b mod n ⇔ a mod n = b mod n)

⊦ ∀p m n. ¬(p = 0) ⇒ (m div p = n div p ∧ m mod p = n mod p ⇔ m = n)

⊦ ∀a b c d. ¬(b = 0) ∧ b * c < (a + 1) * d ⇒ c div d ≤ a div b

⊦ ∀k p. 1 < k ∧ p 0 ∧ (∀n. ¬(n = 0) ∧ p (n div k) ⇒ p n) ⇒ ∀n. p n

⊦ ∀m n p. ¬(n = 0) ∧ ¬(p = 0) ⇒ m mod n * p = n * (m div n mod p) + m mod n

⊦ ∀m n p.
    m < p ∧ n < p ⇒ (m + n) mod p = if m + n < p then m + n else m + n - p

⊦ ∀a b c d. b * c < (a + 1) * d ∧ a * d < (c + 1) * b ⇒ a div b = c div d

⊦ ∀a b n.
    ¬(n = 0) ⇒
    ((a + b) mod n = a mod n + b mod n ⇔ (a + b) div n = a div n + b div n)

External Type Operators

• →
• bool
• Number
  • Natural
    • natural

External Constants

• =
• Data
  • Bool
    • ∀
    • ∧
    • ⇒
    • ∃
    • ∨
    • ¬
    • cond
    • ⊥
    • ⊤
• Number
  • Natural
    • *
    • +
    • -
    • <
    • ≤
    • bit0
    • bit1
    • div
    • even
    • mod
    • odd
    • suc
    • zero

Assumptions

⊦ ⊤

⊦ even 0

⊦ ¬odd 0

⊦ ¬⊥ ⇔ ⊤

⊦ ¬⊤ ⇔ ⊥

⊦ bit0 0 = 0

⊦ ∀t. t ⇒ t

⊦ ∀n. 0 ≤ n

⊦ ∀n. n ≤ n

⊦ ⊥ ⇔ ∀p. p

⊦ ∀t. t ∨ ¬t

⊦ ∀m. ¬(m < 0)

⊦ ∀n. 0 < suc n

⊦ (¬) = λp. p ⇒ ⊥

⊦ ∀t. (∀x. t) ⇔ t

⊦ ∀t. (∃x. t) ⇔ t

⊦ ∀t. (λx. t x) = t

⊦ (∀) = λp. p = λx. ⊤

⊦ ∀t. ¬¬t ⇔ t

⊦ ∀t. (⊤ ⇔ t) ⇔ t

⊦ ∀t. (t ⇔ ⊤) ⇔ t

⊦ ∀t. ⊥ ∧ t ⇔ ⊥

⊦ ∀t. ⊤ ∧ t ⇔ t

⊦ ∀t. t ∧ ⊥ ⇔ ⊥

⊦ ∀t. t ∧ ⊤ ⇔ t

⊦ ∀t. ⊥ ⇒ t ⇔ ⊤

⊦ ∀t. ⊤ ⇒ t ⇔ t

⊦ ∀t. t ⇒ ⊤ ⇔ ⊤

⊦ ∀t. ⊥ ∨ t ⇔ t

⊦ ∀t. ⊤ ∨ t ⇔ ⊤

⊦ ∀t. t ∨ ⊥ ⇔ t

⊦ ∀t. t ∨ ⊤ ⇔ ⊤

⊦ ∀n. ¬(suc n = 0)

⊦ ∀n. 0 * n = 0

⊦ ∀m. m * 0 = 0

⊦ ∀n. 0 + n = n

⊦ ∀m. m + 0 = m

⊦ ∀t. (⊥ ⇔ t) ⇔ ¬t

⊦ ∀t. (t ⇔ ⊥) ⇔ ¬t

⊦ ∀t. t ⇒ ⊥ ⇔ ¬t

⊦ ∀n. bit1 n = suc (bit0 n)

⊦ ∀m. m * 1 = m

⊦ ∀m. 1 * m = m

⊦ ∀m n. m ≤ m + n

⊦ (⇒) = λp q. p ∧ q ⇔ p

⊦ ∀t. (t ⇔ ⊤) ∨ (t ⇔ ⊥)

⊦ ∀m. suc m = m + 1

⊦ ∀n. even (suc n) ⇔ ¬even n

⊦ ∀n. odd (suc n) ⇔ ¬odd n

⊦ ∀m. m ≤ 0 ⇔ m = 0

⊦ ∀t₁ t₂. (if ⊥ then t₁ else t₂) = t₂

⊦ ∀t₁ t₂. (if ⊤ then t₁ else t₂) = t₁

⊦ ∀n. 0 < n ⇔ ¬(n = 0)

⊦ ∀n. bit0 (suc n) = suc (suc (bit0 n))

⊦ ∀x y. x = y ⇔ y = x

⊦ ∀x y. x = y ⇒ y = x

⊦ ∀t₁ t₂. t₁ ∨ t₂ ⇔ t₂ ∨ t₁

⊦ ∀m n. m * n = n * m

⊦ ∀m n. m + n = n + m

⊦ ∀m n. m < n ⇒ m ≤ n

⊦ ∀m n. m ≤ n ∨ n ≤ m

⊦ ∀m n. m + n - m = n

⊦ ∀n. 2 * n = n + n

⊦ ∀m n. ¬(m < n) ⇔ n ≤ m

⊦ ∀m n. ¬(m ≤ n) ⇔ n < m

⊦ ∀m n. m < suc n ⇔ m ≤ n

⊦ ∀m n. suc m ≤ n ⇔ m < n

⊦ ∀m. m = 0 ∨ ∃n. m = suc n

⊦ (∧) = λp q. (λf. f p q) = λf. f ⊤ ⊤

⊦ ∀p. ¬(∀x. p x) ⇔ ∃x. ¬p x

⊦ ∀p. ¬(∃x. p x) ⇔ ∀x. ¬p x

⊦ (∃) = λp. ∀q. (∀x. p x ⇒ q) ⇒ q

⊦ ∀m n. m + suc n = suc (m + n)

⊦ ∀m n. suc m + n = suc (m + n)

⊦ ∀m n. m < m + n ⇔ 0 < n

⊦ ∀t₁ t₂. ¬(t₁ ∨ t₂) ⇔ ¬t₁ ∧ ¬t₂

⊦ ∀m n. m * suc n = m + m * n

⊦ ∀m n. suc m * n = m * n + n

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ m mod n < n

⊦ ∀m n. m ≤ n ⇔ ∃d. n = m + d

⊦ (∨) = λp q. ∀r. (p ⇒ r) ⇒ (q ⇒ r) ⇒ r

⊦ ∀m n. n ≤ m ⇒ m - n + n = m

⊦ ∀m n. m ≤ n ∧ n ≤ m ⇔ m = n

⊦ ∀p q. p ∨ (∃x. q x) ⇔ ∃x. p ∨ q x

⊦ ∀m n. m < suc n ⇔ m = n ∨ m < n

⊦ ∀p q. (∃x. p x ∧ q) ⇔ (∃x. p x) ∧ q

⊦ ∀p q. (∃x. p x) ∧ q ⇔ ∃x. p x ∧ q

⊦ ∀x y z. x = y ∧ y = z ⇒ x = z

⊦ ∀t₁ t₂ t₃. (t₁ ∨ t₂) ∨ t₃ ⇔ t₁ ∨ t₂ ∨ t₃

⊦ ∀m n p. m * (n * p) = n * (m * p)

⊦ ∀m n p. m * (n * p) = m * n * p

⊦ ∀m n p. m + (n + p) = m + n + p

⊦ ∀m n p. m + n = m + p ⇔ n = p

⊦ ∀p m n. m + p = n + p ⇔ m = n

⊦ ∀m n p. m + n < m + p ⇔ n < p

⊦ ∀m n p. n + m < p + m ⇔ n < p

⊦ ∀m n p. n + m ≤ p + m ⇔ n ≤ p

⊦ ∀m n p. m < n ∧ n ≤ p ⇒ m < p

⊦ ∀m n p. m ≤ n ∧ n < p ⇒ m < p

⊦ ∀m n p. m ≤ n ∧ n ≤ p ⇒ m ≤ p

⊦ ∀m n. m ≤ suc n ⇔ m = suc n ∨ m ≤ n

⊦ ∀m n. m * n = 0 ⇔ m = 0 ∨ n = 0

⊦ ∀p. p 0 ∧ (∀n. p n ⇒ p (suc n)) ⇒ ∀n. p n

⊦ ∀m n p. m * (n + p) = m * n + m * p

⊦ ∀m n p. (m + n) * p = m * p + n * p

⊦ ∀p. (∀n. (∀m. m < n ⇒ p m) ⇒ p n) ⇒ ∀n. p n

⊦ ∀p q. (∀x. p x ∧ q x) ⇔ (∀x. p x) ∧ ∀x. q x

⊦ ∀p q. (∀x. p x) ∧ (∀x. q x) ⇔ ∀x. p x ∧ q x

⊦ ∀p q. (∃x. p x) ∨ (∃x. q x) ⇔ ∃x. p x ∨ q x

⊦ ∀m n. ¬(n = 0) ⇒ (m div n) * n + m mod n = m

⊦ ∀m n p. m * n = m * p ⇔ m = 0 ∨ n = p

⊦ ∀m n p. m * p = n * p ⇔ m = n ∨ p = 0

⊦ ∀m n p. m * n ≤ m * p ⇔ m = 0 ∨ n ≤ p

⊦ ∀m n p. m * p ≤ n * p ⇔ m ≤ n ∨ p = 0

⊦ ∀m n p. m * n < m * p ⇔ ¬(m = 0) ∧ n < p

⊦ ∀m n p. m * p < n * p ⇔ m < n ∧ ¬(p = 0)

⊦ ∀p₁ p₂ q₁ q₂. (p₂ ⇒ p₁) ∧ (q₁ ⇒ q₂) ⇒ (p₁ ⇒ q₁) ⇒ p₂ ⇒ q₂

⊦ ∀m n p q. m < p ∧ n < q ⇒ m + n < p + q

⊦ ∀m n p q. m ≤ p ∧ n ≤ q ⇒ m + n ≤ p + q

⊦ ∀p c x y. p (if c then x else y) ⇔ (c ⇒ p x) ∧ (¬c ⇒ p y)

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