到目前为止,我在 Isabelle 遇到的每个目标都可以使用 arith 解决,也可以通过 presburger 解决,反之亦然,例如

lemma "odd (n::nat) ⟹ Suc (2 * (n div 2)) = n"
by presburger (* or arith *)

两个求解器有什么区别? 一个可以解决但另一个不能解决的目标示例会很好。

编辑: 我设法想出了一个由 arith 证明的引理,但 presburger 无法处理。这似乎与实数有关:
lemma "max i (i + 1) > (i::nat)" by arith       -- ✔
lemma "max i (i + 1) > (i::nat)" by presburger  -- ✔

lemma "max i (i + 1) > (i::real)" by arith      -- ✔
lemma "max i (i + 1) > (i::real)" by presburger -- ✘

最佳答案

我刚刚问了 Tobias Nipkow,他是这样告诉我的:

  • presburgerPresburger arithmetic 的决策过程,即自然数和整数的线性算术,加上一些预处理,这就是为什么你的 real 语句也可以被证明(因为它归结为整数问题)。它可以处理量词。它的底层算法被称为库珀算法。
  • linarith 执行 Fourier-Motzkin elimination 来决定实数的线性算术问题。它还可以证明自然数和整数的这些性质,但前提是它们也适用于所有实数。它无法处理量词。
  • arith 可以概括为 presburgerlinarith 的组合。

  • 为了完整起见,我想补充一点,对于有趣的语句类有更专门的证明方法:
  • algebra 使用 Gröbner 基来解决可以通过重新排列代数结构(如群和环)中的项来证明的目标
  • approximate 使用区间算术计算具体项的包围
  • sos 可以使用平方和证书证明多元多项式不等式,如 (x :: real) ≥ 2 ⟹ y ≥ 2 ⟹ x + y ≤ x * y
  • sturm 是我写的,可以计算给定区间内实根的数量,并证明某些单变量实多项式不等式。
  • regexp 可以使用正则表达式证明关系的陈述,如 (r ∪ s⁺)* = (r ∪ s)*
  • 10-06 01:52