--- Título: Si (∃x)¬P(x), entonces ¬(∀x)P(x). Autor: José A. Alonso --- [mathjax] Demostrar con Lean4 que si \\((∃x)¬P(x)\\), entonces \\(¬(∀x)P(x)\\). Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:
import Mathlib.Tactic
variable {α : Type _}
variable (P : α → Prop)
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
by sorry
Demostración en lenguaje natural
Supongamos que \\((∀x)P(x)\\) y tenemos que demostrar contradicción. Por hipótesis, \\((∃x)¬P(x)\\). Sea \\(y\\) tal que \\(¬P(y)\\). Entonces, como \\((∀x)P(x)\\), se tiene \\(P(y)\\) que es una contradicción con \\(¬P(y)\\).
Demostraciones con Lean4
import Mathlib.Tactic
variable {α : Type _}
variable (P : α → Prop)
-- 1ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
by
intro h1
-- h1 : ∀ (x : α), P x
-- ⊢ False
cases' h with y hy
-- y : α
-- hy : ¬P y
apply hy
-- ⊢ P y
exact (h1 y)
-- 2ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
by
intro h1
-- h1 : ∀ (x : α), P x
-- ⊢ False
rcases h with ⟨y, hy : ¬P y⟩
apply hy
-- ⊢ P y
exact (h1 y)
-- 3ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
by
intro h1
-- h1 : ∀ (x : α), P x
-- ⊢ False
rcases h with ⟨y, hy : ¬P y⟩
exact hy (h1 y)
-- 4ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
not_forall.mpr h
-- 5ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
not_forall_of_exists_not h
-- 6ª demostración
-- ===============
example
(h : ∃ x, ¬ P x)
: ¬ ∀ x, P x :=
by aesop
-- Lemas usados
-- ============
-- #check (not_forall : (¬∀ x, P x) ↔ ∃ x, ¬P x)
-- #check (not_forall_of_exists_not : (∃ x, ¬P x) → ¬∀ x, P x)
Demostraciones interactivas
Se puede interactuar con las demostraciones anteriores en Lean 4 Web.
Referencias