Ficha de revisão: Introduction aux règles de déduction logique

📋 Plan du Cours

  1. Démonstration et utilisation des connecteurs
  2. Notation H ⊢ P et état de la preuve
  3. Implication : modus ponens et récurrence
  4. Conjonction : introduction et éliminations
  5. Disjonction : introduction et raisonnement par cas
  6. Équivalence : double implication
  7. Négation : introduction, double négation et absurde
  8. Quantificateur universel : démonstration et condition
  9. Quantificateur existentiel : introduction et utilisation
  10. Règles Lean : tactiques et correspondances
  11. Implication en Lean : intro, apply et specialize
  12. Conjonction en Lean : constructor et And.left

📖 1. Démonstration et utilisation des connecteurs

🔑 Notions clés & Définitions

  • Déduction naturelle : Méthode de preuve qui organise les raisonnements en règles d’introduction et d’élimination des connecteurs logiques.
  • Règles de démonstration : En déduction naturelle, règles qui permettent d’établir un nouveau fait dont le connecteur principal est introduit.
  • Règles d’utilisation : En déduction naturelle, règles qui permettent d’exploiter une hypothèse ou un théorème dont le connecteur principal est déjà présent.
  • Introduction et élimination : Terminologie alternative en déduction naturelle où « introduction » remplace « démonstration » et « élimination » remplace « utilisation ».
  • Turnstile : Symbole logique ` utilisé pour séparer les hypothèses courantes de l’énoncé à démontrer dans une notation de preuve.

📝 Points essentiels

  • En mathématiques, un raisonnement alterne deux tâches : démontrer un résultat puis l’utiliser pour avancer.
  • Les connecteurs et quantificateurs ont des règles d’utilisation et de démonstration qui correspondent à leurs définitions logiques.
  • En Lean, on emploie souvent « introduction » pour les règles de démonstration et « élimination » pour les règles d’utilisation.
  • La notation H \` P signifie que, sous les hypothèses HH, on peut tenter de démontrer PP (ce qui peut être vrai ou non).
  • Le symbole \` (turnstile) sert aussi en Lean à séparer la liste des hypothèses/objets courants de la formule à prouver.
  • Les règles sont classées par connecteur principal : certaines construisent un énoncé avec ce connecteur, d’autres le décomposent pour l’exploiter.

💡 Astuce mémo

Démonstration = je fabrique (introduction), Utilisation = j’exploite (élimination) ; H \` P = « avec HH, je vise PP.

📖 2. Notation H ⊢ P et état de la preuve

🔑 Notions clés & Définitions

  • Turnstile : Le turnstile est le symbole ` utilisé pour séparer le contexte d’hypothèses et le but dans une écriture de déduction.
  • Contexte H : Le contexte H désigne la liste des hypothèses disponibles pour raisonner dans une preuve formelle.
  • But P : Le but P est l’énoncé que l’on cherche à établir comme conséquence des hypothèses du contexte H.
  • État de la preuve : Un état de la preuve est le couple H ` P, qui exprime que P est démontrissable à partir de H (ce qui peut être vrai ou non).

📝 Points essentiels

  • La notation H ` P signifie que, sous les hypothèses H, on peut démontrer l’assertion P.
  • Le symbole ` (turnstile) sert aussi en Lean à séparer les objets/hypothèses courants de l’énoncé à prouver.
  • Dans H ` P, H correspond aux prémisses disponibles et P au but initial.
  • Une preuve formelle consiste à combiner des états H ` P via des règles jusqu’à obtenir l’état correspondant au but.
  • La règle Ax clôt une démonstration quand P apparaît déjà dans le contexte : Ax H ∪ {P} ` P.
  • La règle d’affaiblissement permet de conserver une déduction quand on ajoute des hypothèses : si H Q alors H ∪ {P} Q.

💡 Astuce mémo

Contexte H = « ce que j’ai », But P = « ce que je veux » ; le tourniquet ` relie les deux.

📖 3. Implication : modus ponens et récurrence

🔑 Notions clés & Définitions

  • Modus ponens : Règle d’inférence qui permet de déduire Q quand on a P ⇒ Q et P dans le même contexte.
  • Récurrence : Méthode de preuve fondée sur une implication Q(n) ⇒ Q(n+1) pour établir Q(n) pour tous les entiers.
  • Principe de récurrence : Schéma logique qui transforme l’hypothèse (∀n∈N, Q(n) ⇒ Q(n+1)) en la conclusion (∀n∈N, Q(n)).
  • Proposition universelle : Énoncé de la forme ∀n∈N Q(n) qui demande de prouver Q(n) pour tout entier n.

📝 Points essentiels

  • Si H ⊢ P ⇒ Q et H ⊢ P, alors on peut conclure H ⊢ Q par modus ponens.
  • La preuve par récurrence vise un énoncé universel ∀n∈N Q(n) portant sur les entiers.
  • Le principe de récurrence s’écrit sous forme d’implication : (∀n∈N, Q(n) ⇒ Q(n+1)) ⇒ ∀n∈N Q(n).
  • Pour obtenir ∀n∈N Q(n), il suffit de démontrer la partie gauche : ∀n∈N (Q(n) ⇒ Q(n+1)).
  • L’idée centrale est que l’implication Q(n) ⇒ Q(n+1) sert de “chaînage” logique pour propager la propriété à tous les n.
  • La récurrence est une application directe du raisonnement par implication : on prouve une condition qui entraîne la conclusion pour tous les entiers.

💡 Astuce mémo

Implication + preuve de l’antécédent → preuve du conséquent : P⇒Q et P donnent Q ; en récurrence, Q(n)⇒Q(n+1) “fait avancer” la propriété de n à n+1.

📖 4. Conjonction : introduction et éliminations

🔑 Notions clés & Définitions

  • Équivalence propositionnelle ⇔ : L’équivalence ⇔ relie deux propositions en exigeant qu’elles soient vraies ensemble via deux implications dans les deux sens.
  • Double implication : La double implication est une preuve qui établit séparément l’implication directe et l’implication réciproque pour conclure une équivalence.
  • Négation ¬ : La négation ¬P exprime que l’énoncé P ne peut pas être maintenu sans provoquer une contradiction dans le contexte.
  • Double négation ¬¬ : La double négation ¬¬P signifie que P ne peut pas être faux, et elle se relie à P par une règle d’élimination.

📝 Points essentiels

  • Raisonnement par disjonction des cas : pour ∀x∈E P(x) avec E=E1∪E2, il suffit de prouver P(x) séparément sur E1 puis sur E2.
  • Élimination du ∨ : si x∈E1 alors P(x) et si x∈E2 alors P(x), alors on conclut P(x) pour x∈E1∪E2.
  • Exemple d’entiers : pour n(n+1)/2, on sépare n pair (n/2 entier) et n impair (n+1 pair, donc (n+1)/2 entier) pour conclure que n(n+1)/2 est entier.
  • Définition de ⇔ : P ⇔ Q signifie (P ⇒ Q) ∧ (Q ⇒ P).
  • Règle dérivée ⇔i : pour prouver P ⇔ Q, on doit démontrer P ⇒ Q et Q ⇒ P séparément.
  • Règle dérivée ⇔ed : pour utiliser une équivalence P ⇔ Q, on peut en déduire l’implication directe P ⇒ Q puis l’implication réciproque Q ⇒ P via les règles d’utilisation correspondantes.

💡 Astuce mémo

⇔ = (⇒) + (⇒) : deux flèches, une dans chaque sens ; ¬P se prouve en faisant tomber une contradiction, ¬¬P se prouve en montrant P.

📖 5. Disjonction : introduction et raisonnement par cas

🔑 Notions clés & Définitions

  • Double négation : La double négation est la formule negnegP\\neg\\neg P, qui permet de récupérer PP via une règle d’élimination spécifique en logique classique.
  • Raisonnement par l’absurde : Le raisonnement par l’absurde est une méthode où l’on suppose negP\\neg P puis on obtient une contradiction pour conclure PP.
  • Règle d’introduction de la double négation : La règle d’introduction de la double négation permet de déduire negnegP\\neg\\neg P à partir d’une contradiction obtenue sous l’hypothèse negP\\neg P.
  • Règle d’utilisation de la double négation : La règle d’utilisation de la double négation permet de conclure PP à partir de negnegP\\neg\\neg P.
  • Logique intuitionniste : La logique intuitionniste est un cadre où certaines règles classiques sur la négation, comme l’élimination de neg\\neg, ne sont pas valides.

📝 Points essentiels

  • Pour prouver PP, on peut supposer temporairement negP\\neg P et chercher une contradiction dans ce contexte.
  • Si sous l’hypothèse negP\\neg P on obtient une contradiction, on déduit negnegP\\neg\\neg P par la règle d’introduction de la double négation.
  • À partir de negnegP\\neg\\neg P, on conclut PP par la règle d’utilisation de la double négation.
  • Le raisonnement par l’absurde correspond aussi à un raisonnement par contradiction (terminologie anglaise).
  • En logique intuitionniste, l’élimination de neg\\neg et le raisonnement par l’absurde ne sont pas valides, contrairement au cadre classique.

💡 Astuce mémo

Contradiction sous negP\\neg PnegnegP\\neg\\neg PPP (classique) ; en intuitionniste, la dernière étape ne marche pas.

📖 6. Équivalence : double implication

🔑 Notions clés & Définitions

  • Double implication : La double implication est un énoncé où deux implications sont combinées pour exprimer que deux propositions sont équivalentes.
  • Équivalence logique : L’équivalence logique signifie que deux propositions ont exactement le même contenu de vérité, via une double implication.
  • Implication Rightarrow\\Rightarrow : Une implication HcupPvdashQH \\cup {P} \\vdash Q formalise le fait que QQ se déduit de HH en supposant PP.
  • Quantificateur existentiel exists\\exists : Le quantificateur existentiel existsx,P(x)\\exists x,P(x) affirme qu’il existe au moins un élément du domaine rendant PP vraie.

📝 Points essentiels

  • Pour utiliser une propriété existentielle existsx,P(x)\\exists x,P(x), on peut introduire un témoin aa et remplacer par P(a)P(a), à condition que aa ne soit pas une variable libre du contexte HH.
  • La règle d’élimination de l’existentiel s’écrit : de Hcupexistsx,P(x)H \\cup {\\exists x,P(x)} on obtient QQ dès qu’on sait déduire QQ de HcupP(a)H \\cup {P(a)} pour un aa quelconque du domaine.
  • Le témoin aa doit être choisi comme élément arbitraire du domaine : on ne doit pas le lier à une information particulière du contexte.
  • Attention à la réutilisation des lettres : ne pas confondre la variable muette xx du quantificateur avec une variable déjà utilisée comme témoin dans une preuve.
  • En rédaction française, on peut expliciter le témoin par une phrase du type « il existe un élément aa tel que P(a)P(a) » pour éviter les erreurs de variables.
  • En Lean, l’implication ptoqp \\to q se prouve typiquement en introduisant une hypothèse h:ph : p (tactique intro), ce qui transforme le but en qq ; c’est l’analogue de la règle d’introduction de Rightarrow\\Rightarrow.

💡 Astuce mémo

Existentiel = témoin : existsx,P(x)\\exists x,P(x) donne un aa tel que P(a)P(a), mais aa doit être « frais » (pas libre dans HH).

📖 7. Négation : introduction, double négation et absurde

🔑 Notions clés & Définitions

  • Négation logique : La négation logique exprime qu’une proposition n’est pas vraie, notée généralement par negp\\neg p.
  • Double négation : La double négation est l’expression negnegp\\neg\\neg p, qui nie la négation de pp.
  • Principe d’absurde : Le raisonnement par l’absurde consiste à déduire une contradiction puis à conclure la proposition visée.
  • Négation en Lean : En Lean, la négation se manipule via des tactiques qui transforment un but negp\\neg p en une forme exploitable pour produire une contradiction.

📝 Points essentiels

  • En Lean, pour transformer un but qq en un but pp quand on a une implication h:ptoqh : p \\to q, on utilise la tactique applyhapply\\ h (traduction du modus ponens).
  • Si on a une hypothèse hp:php : p, on peut spécialiser h:ptoqh : p \\to q avec specializehhpspecialize\\ h\\ hp pour obtenir directement une preuve de qq.
  • Pour construire une conjonction plandqp \\land q, la tactique applyAnd.introapply\\ And.intro ou exactAnd.introexact\\ And.intro génère deux sous-buts, un pour pp et un pour qq.
  • Pour extraire pp depuis plandqp \\land q, on utilise And.leftAnd.left (ou exacth.leftexact\\ h.left si h:plandqh : p \\land q est déjà en contexte).
  • Pour raisonner par cas sur une disjonction, on utilise caseshcases\\ h (ou left/rightleft/right via Or.inl/Or.inrOr.inl/Or.inr) afin de créer des états séparés selon le cas retenu.

💡 Astuce mémo

Absurd→contradiction : pour negp\\neg p, vise une contradiction à partir de pp ; pour negnegp\\neg\\neg p, transforme negnegp\\neg\\neg p en “si negp\\neg p alors contradiction”, puis conclue pp.

📖 8. Quantificateur universel : démonstration et condition

🔑 Notions clés & Définitions

  • Quantificateur universel : Le quantificateur universel exprime que la propriété est vraie pour tout élément xx d’un type donné.
  • Tactique cases : La tactique cases découpe une hypothèse inductive ou une équivalence en cas, en générant des sous-buts à prouver.
  • Tactique constructor : La tactique constructor construit une preuve d’une conjonction ou d’une équivalence en générant les sous-buts nécessaires.
  • Tactique rewrite : La tactique rewrite remplace un terme dans le but courant en utilisant une égalité ou une équivalence fournie.

📝 Points essentiels

  • Pour une équivalence pleftrightarrowqp \\leftrightarrow q, le symbole s’écrit iff\\iff en Lean et la tactique la plus simple est constructor.
  • Si le but est de la forme ptoqp \\to q, appliquer constructor génère deux sous-buts : ptoqp \\to q et qlandpq \\land p.
  • Si le contexte contient h:pleftrightarrowqh : p \\leftrightarrow q, on peut obtenir une preuve de ptoqp \\to q via exacth.mpexact\\ h.mp (ou exactIff.mphexact\\ Iff.mp\\ h).
  • Si le contexte contient h:pleftrightarrowqh : p \\leftrightarrow q, on peut obtenir une preuve de qtopq \\to p via exacth.mprexact\\ h.mpr.
  • Si le contexte contient h:forallx,pxleftrightarrowqxh : \\forall x,\\ p\\ x \\leftrightarrow q\\ x et que le but est pap\\ a, on peut le remplacer par qaq\\ a avec rewrite\\ \[h\] (et inversement avec la flèche vers la gauche).
  • Si le contexte contient h:plandqleftrightarrowrh : p \\land q \\leftrightarrow r (ou plus généralement une hypothèse de type équivalence), on peut la « découper » en deux implications ptoqp \\to q et qtopq \\to p avec $rcases\ h\ with\ \langle hp, h

💡 Astuce mémo

mp = « modus ponens » (aller de pp vers qq) ; mpr = « réciproque » (aller de qq vers pp).

📖 9. Quantificateur existentiel : introduction et utilisation

🔑 Notions clés & Définitions

  • Quantificateur existentiel : Quantificateur qui exprime qu’il existe au moins un élément satisfaisant une propriété, souvent noté existsx,P(x)\\exists x, P(x).
  • Tactique intro : Tactique Lean qui introduit une hypothèse dans le contexte quand le but a la forme attendue (implication ou quantification).
  • Tactique apply : Tactique Lean qui transforme un but en utilisant une hypothèse déjà disponible, en instanciant si nécessaire.
  • False : Proposition spéciale de Lean pour laquelle il ne peut pas exister de preuve, utilisée comme cible pour fermer un raisonnement par contradiction.

📝 Points essentiels

  • En Lean, la négation negp\\neg p se réécrit comme une implication ptoFalsep \\to False, ce qui relie la gestion de neg\\neg à celle de to\\to.
  • Pour un but de type negp\\neg p, on peut utiliser textttintroh\\texttt{intro h} : la tactique ajoute h:ph : p au contexte et transforme le but en FalseFalse.
  • Réciproquement, si le but est FalseFalse et qu’on a une hypothèse h:negph : \\neg p, alors textttapplyh\\texttt{apply h} change le but en pp.
  • Pour clore un but de type FalseFalse, les options sont : une hypothèse h:Falseh : False (fermeture directe), une hypothèse h:negqh : \\neg q (réduction du but à qq), ou une contradiction dans le contexte (ex. qq et negq\\neg q, ou une
  • hypothèse impossible
  • ex. 0=10 = 1) via textttcontradiction\\texttt{contradiction}.

💡 Astuce mémo

Négation = implication vers False : negp\\neg p se traite comme ptoFalsep \\to False, donc textttintro\\texttt{intro} donne pp et textttapply\\texttt{apply} remonte depuis negp\\neg p vers le but.

📖 10. Règles Lean : tactiques et correspondances

🔑 Notions clés & Définitions

  • Instanciation d’une hypothèse universelle : Une instanciation universelle consiste à remplacer une hypothèse de la forme h:forallx,eh: \\forall x, e par h,ah,a en substituant aa à xx dans ee.
  • Tactique apply : La tactique apply utilise une hypothèse ou un théorème pour transformer le but courant en un sous-but correspondant à l’instance attendue.
  • Spécialisation d’une hypothèse : La spécialisation remplace une hypothèse universelle h:forallx,eh: \\forall x, e par h:eh: e'ee' est obtenu en substituant aa à xx.
  • Tactique exists : La tactique exists introduit un témoin aa pour un but de la forme forallx,e\\forall x, e en remplaçant xx par aa dans ee.
  • Tactique obtain : La tactique obtain extrait un objet aa et une hypothèse ha:eh a: e' à partir d’une hypothèse universelle h:forallx,eh: \\forall x, e.

📝 Points essentiels

  • Pour une hypothèse h:forallx,eh: \\forall x, e avec xx variable libre dans ee, instancier revient à substituer aa à xx dans ee pour obtenir une expression ee' de type ee'.
  • Si le but courant est une instance ee', la tactique apply peut clore le but en utilisant l’hypothèse hh correspondante.
  • Lean infère souvent automatiquement l’expression à utiliser pour aa lors d’un apply, sans que l’utilisateur fournisse explicitement l’instance.
  • On peut instancier une hypothèse universelle du contexte via specialize h,ah,a ou replace h:=h,ah := h,a, ce qui remplace h:forallx,eh: \\forall x, e par h:eh: e' dans le contexte.
  • La tactique exists est la plus courante pour démontrer un but de la forme forallx,e\\forall x, e en remplaçant le but par ee' obtenu par substitution de aa à xx.
  • Dans des cas simples, le but ee' peut devenir clos automatiquement, par exemple si l’égalité obtenue est triviale (selon le contexte).

💡 Astuce mémo

Universel = substitution : h:forallx,eh: \\forall x, e devient h,ah,a en remplaçant xx par aa ; apply ferme quand le but est déjà l’instance attendue.

📖 11. Implication en Lean : intro, apply et specialize

🔑 Notions clés & Définitions

  • Implication comme type fonctionnel : Une implication ptoqp \\to q est traitée comme un type de fonction, et une preuve de ptoqp \\to q comme une fonction qui transforme une preuve de pp en preuve de qq.
  • Tactique apply : La tactique apply utilise une hypothèse de type ptoqp \\to q pour réduire un but qq en un nouveau but pp.
  • Tactique intro : La tactique intro introduit une hypothèse correspondant à une prémisse, typiquement pour passer d’un but ptoqp \\to q à un but qq sous l’hypothèse pp.
  • Tactique specialize : La tactique specialize instancie un quantificateur universel en remplaçant la variable par un terme aa, pour obtenir un but avec P,aP,a.

📝 Points essentiels

  • apply ne correspond pas toujours exactement aux règles de déduction naturelle : c’est une analogie qui peut changer le contexte plutôt que le but.
  • Si vous avez e:pe : p et h:ptoqh : p \\to q, vous pouvez fermer un but qq en appliquant hh à ee (écriture du type exact h e).
  • apply h transforme un but qq en un but pp lorsque h:ptoqh : p \\to q est disponible.
  • apply h sur un but False avec h:¬ph : ¬p permet de produire False à partir de pp (enchaînement via la forme logique de l’implication/contradiction).
  • specialize h a transforme h:forallx,P,xvdashqh : \\forall x, P,x \\vdash q en une hypothèse h:P,avdashqh : P,a \\vdash q en instanciant xx par aa.
  • Comparaison : apply vs règles de déduction naturelle — apply vise un but en utilisant une hypothèse, alors que les règles naturelles décrivent une transformation formelle du contexte et du but, sans coïncider terme à ter

💡 Astuce mémo

apply = « ptoqp\\to q donne qq si je fournis pp » ; specialize = « forallx\\forall x devient P,aP,a »

📖 12. Conjonction en Lean : constructor et And.left

🔑 Notions clés & Définitions

  • intro : Tactique qui introduit une hypothèse ou un quantificateur dans le contexte et réduit le but correspondant.
  • apply : Tactique qui transforme le but en un nouveau but en utilisant une implication disponible, pour faire correspondre la conclusion attendue.
  • contradiction : Tactique qui clôt une preuve dès qu’on a une contradiction dans le contexte, typiquement FalseFalse obtenu à partir de pp et ¬p¬p.
  • Classical.not_not : Théorème prédéfini du module Classical donnant l’équivalence entre ¬¬q¬¬q et ¬qFalse¬q → False via une forme de double négation.
  • And.left : Fonction/projection qui extrait la partie gauche d’une conjonction ABA ∧ B.

📝 Points essentiels

  • Dans une preuve par implications, on utilise souvent plusieurs introintro pour passer successivement de (pq)(¬q¬p)(p → q) → (¬q → ¬p) à des buts plus simples.
  • Pour montrer ¬q¬p¬q → ¬p, on suppose ¬q¬q puis on doit produire ¬p¬p, ce qui revient à prouver pFalsep → False.
  • À partir de pqp → q et de pp, on déduit qq (modus ponens) puis on combine avec ¬q¬q pour obtenir FalseFalse.
  • Dans la preuve de (¬q¬p)(pq)(¬q → ¬p) → (p → q), après avoir introduit hnqnp:¬q¬phnqnp : ¬q → ¬p, on suppose pp et il reste à prouver qq.
  • Quand on est bloqué pour obtenir qq, on applique la double négation via Classical.notnot.mpClassical.not_not.mp pour transformer le but en ¬¬q¬¬q (équivalent à ¬qFalse¬q → False).
  • Une fois ¬q¬q supposé, on obtient ¬p¬p par modus ponens avec hnqnphnqnp, puis pp et ¬p¬p donnent FalseFalse et la preuve se termine par contradictioncontradiction.

💡 Astuce mémo

intro = « j’entre l’hypothèse », apply = « je réduis le but avec une implication », contradiction = « p et ¬p → False ».

⚠️ Pièges & confusions fréquents

  1. Confondre règle de démonstration et règle d’utilisation : en ⇒i on ajoute P temporairement au contexte, alors qu’en ⇒e (modus ponens) on utilise P et P⇒Q pour obtenir Q.
  2. Croire que H ` P signifie que P est vrai : c’est seulement “P est démontrissable à partir de H” (ce qui peut être vrai ou non).
  3. En récurrence, oublier que le principe s’écrit comme une implication : il faut prouver ∀n∈N (Q(n) ⇒ Q(n+1)) pour obtenir ∀n∈N Q(n).
  4. Pour ∀e, ne pas respecter la condition “x non libre dans H” lors de ∀i : sinon la règle ne s’applique pas telle quelle et il faut changer de variable.
  5. Pour ∃e, réutiliser la mauvaise variable : le témoin a doit être “quelconque” (pas lié au contexte), et ne pas confondre la variable muette x du quantificateur avec une variable déjà utilisée.
  6. En logique intuitionniste, croire que l’élimination de ¬ ou le raisonnement par l’absurde sont valides : le cours précise que ces règles ne marchent pas en intuitionniste.
  7. En Lean, confondre apply et intro : intro correspond à une introduction (ajouter une hypothèse / entrer dans une implication), tandis que apply transforme le but en un sous-but via une hypothèse disponible.

✅ Checklist Examen

  1. Savoir interpréter la notation H P : contexte H, but P, et rôle du turnstile en déduction naturelle et en Lean.
  2. Distinguer pour chaque connecteur les règles “démonstration/introduction” vs “utilisation/élimination”, et relier cette distinction aux noms i/e (ou intro/elim en Lean).
  3. Appliquer la règle Ax : fermer une preuve quand P apparaît déjà dans le contexte (aucune prémisse au-dessus de la barre).
  4. Utiliser l’affaiblissement : de H Q déduire H ∪ {P} Q.
  5. Pour ⇒ : démontrer P ⇒ Q via ⇒i (ajouter P au contexte), puis utiliser ⇒e (modus ponens) pour passer de P⇒Q et P à Q.
  6. Pour la récurrence : écrire correctement le principe (∀n∈N, Q(n) ⇒ Q(n+1)) ⇒ ∀n∈N Q(n) et expliquer pourquoi il suffit de prouver la partie gauche.
  7. Pour ∧ : démontrer P ∧ Q en séparant les preuves de P et de Q avec les mêmes hypothèses, puis utiliser ∧eg/∧ed (And.left/And.right) pour extraire.
  8. Pour ∨ : démontrer P ∨ Q en choisissant P ou Q (∨ig/∨id), puis utiliser ∨e pour un raisonnement par cas (P⇒R et Q⇒R).
  9. Pour ⇔ : démontrer P ⇔ Q en prouvant séparément P⇒Q et Q⇒P, puis utiliser ⇔ed/⇔er (Iff.mp/Iff.mpr) pour obtenir l’implication voulue.
  10. Pour ¬ : démontrer ¬P en montrant que H ∪ {P} permet d’obtenir une contradiction (¬i), puis utiliser ¬e pour passer de ¬¬P à P (double négation).
  11. Pour ∀ : démontrer ∀x P(x) avec ∀i sous la condition “x non libre dans H”, puis utiliser ∀e pour instancier à un élément a.
  12. Pour ∃ : démontrer ∃x P(x) via un témoin a (∃i), puis utiliser ∃e en introduisant un a arbitraire et en prouvant le but Q à partir de P(a) (sans lier a au contexte).
  13. En Lean : maîtriser intro/apply/specialize/exists/obtain/rcases/rewrite/contradiction et savoir associer chaque tactique à l’analogue de la règle de déduction naturelle correspondante.

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Démonstration — définition ?

Organisation logique par règles d’introduction et d’élimination.

H ⊢ P — signification ?

P est démontrable à partir du contexte H.

Modus ponens — mécanisme ?

De P ⇒ Q et P, on déduit Q.

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