在Coq中,我们可以使用归纳法来证明奇数是双自然数的后继数。首先,我们需要定义什么是双自然数和奇数。
双自然数(Even)是一个能被2整除的自然数,即偶数。我们可以使用归纳方式来定义双自然数:
Inductive Even : nat -> Prop :=
| even_O : Even 0
| even_SS : forall n, Even n -> Even (S (S n)).
这里的nat
代表自然数类型,Prop
代表性质类型。even_O
表示0是双自然数,even_SS
表示如果n是双自然数,那么S (S n)也是双自然数。
奇数(Odd)则是除以2有余数的自然数。我们可以定义奇数如下:
Inductive Odd : nat -> Prop :=
| odd_S : forall n, Even n -> Odd (S n).
这里的odd_S
表示如果n是双自然数,那么S n是奇数。
接下来,我们可以证明奇数是双自然数的后继数。
Lemma odd_is_succ_even : forall n, Odd n -> exists m, n = S (S m) /\ Even m.
Proof.
intros n H.
inversion H as [n' H'].
exists n'. split. reflexivity. apply H'.
Qed.
这里的Lemma
表示引理,forall n
表示对于所有n成立,Odd n
表示n是奇数,exists m
表示存在一个m,使得n = S (S m)并且m是双自然数。
首先,我们对n进行归纳,intros n H
表示引入n和H作为假设。然后,我们使用inversion H as [n' H']
将H根据奇数的定义进行分类讨论,得到n'是双自然数H'。接着,我们使用exists n'
来指定m的值为n'。使用split
将目标分为两个子目标,分别证明n = S (S n')和Even n'。第一个子目标可以用reflexivity
直接证明。第二个子目标可以用apply H'
来证明,其中H'是分类讨论得到的假设。
证明完成后,我们就得到了奇数是双自然数的后继数这个结论。
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