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Coq模运算化简问题求助:给定引理无法继续化简,求分步解决思路

Coq模运算等式证明拆解技巧

首先先做常量简化,避免冗余内容干扰逻辑:
先定义局部常量W32 := N.pos (2 ^ 32),先对原式做常量折叠、基础算术化简(比如0 + 2*n0直接写成2*n0,2*1直接写成2,除以1的操作直接省略),化简后目标可以简化为:

forall (n n0 : N),
((1 + 2 * n + (2 * W32 - 1 - 2 * n0)) mod (2 * W32) / 2) mod W32 =
(((n + (W32 - 1 - n0)) mod W32 + 1) mod W32) mod W32

接下来分步骤拆解证明:

  • 先化简左侧表达式:先整理左侧模运算的分子,1 + 2*n + (2*W32 - 1 - 2*n0)可以直接合并抵消常量1和-1,提取公因子后得到2*(n - n0 + W32),结合标准库中N.div_mod、N.mul_mod的相关引理,可以证明左侧整体等价于(n - n0 + W32) mod W32。
  • 再化简右侧表达式:右侧的((n + (W32 - 1 - n0)) mod W32 + 1) mod W32,结合模运算的加法性质,可以直接合并里面的加减项,证明其等价于(n - n0 + W32) mod W32。
  • 最后将左右两侧的化简结果重写进原目标,即可直接得证。

如果过程中遇到减法的性质问题,可以搜索N.sub相关的标准库引理,涉及模运算的性质直接搜索N.mod_add、N.mod_mul等关键词调用现有结论,不需要从零证明基础性质。

内容的提问来源于stack exchange,提问作者Vaishnavi Lakkalkatti ee17b065

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最近更新时间:2026.09.29 01:36:03