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In [1]:
import proveit
# Automation is not needed when only showing a stored proof:
proveit.defaults.automation = False # This will speed things up.
proveit.defaults.inline_pngs = False # Makes files smaller.
%show_proof
Out[1]:
 step typerequirementsstatement
0instantiation1, 2*, ,  ⊢  
  : , :
1axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.not_equals_def
2instantiation3, 4, ,  ⊢  
  :
3axiom  ⊢  
 proveit.logic.booleans.eq_true_intro
4instantiation5, 6, ,  ⊢  
  : , :
5theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.unfold_not_equals
6modus ponens7, 8, ,  ⊢  
7instantiation9, 60, 127, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16  ⊢  
  : , : , : , :
8instantiation17, 60, 18, 19, 20, ,  ⊢  
  : , : , :
9theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.circuits.qcircuit_neq
10instantiation108, 21, 23, 24  ⊢  
  : , : , : , :
11instantiation108, 22, 23, 24  ⊢  
  : , : , : , :
12instantiation108, 25, 68, 28  ⊢  
  : , : , : , :
13instantiation108, 26, 68, 28  ⊢  
  : , : , : , :
14instantiation108, 27, 68, 28  ⊢  
  : , : , : , :
15instantiation108, 66, 68, 28  ⊢  
  : , : , : , :
16instantiation108, 67, 68, 28  ⊢  
  : , : , : , :
17theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.expr_arrays.varray_neq_via_any_elem_neq
18instantiation170  ⊢  
  : , : , : , :
19instantiation170  ⊢  
  : , : , : , :
20instantiation29, 118, 191, 30, 192, 31, 32, 33, 34, 35, ,  ⊢  
  : , : , : , : , :
21instantiation80, 37, 36, 39, 40, 83, 84, 48, 41*  ⊢  
  : , : , : , :
22instantiation80, 37, 38, 39, 40, 83, 84, 48, 41*  ⊢  
  : , : , : , :
23instantiation124, 42  ⊢  
  : , :
24instantiation124, 43  ⊢  
  : , :
25instantiation80, 81, 44, 150, 139, 83, 84, 99*, 142*  ⊢  
  : , : , : , :
26instantiation80, 81, 45, 46, 47, 83, 48, 99*, 75*  ⊢  
  : , : , : , :
27instantiation80, 81, 49, 150, 139, 83, 84, 99*, 142*  ⊢  
  : , : , : , :
28instantiation124, 50  ⊢  
  : , :
29theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.disjunction.or_if_any
30instantiation144  ⊢  
  : , : , :
31instantiation198  ⊢  
  : , :
32instantiation198  ⊢  
  : , :
33instantiation198  ⊢  
  : , :
34instantiation198  ⊢  
  : , :
35instantiation51, 52, 53, 54, 55, 56, ,  ⊢  
  : , : , :
36instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
37theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat8
38instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
39instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
40instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
41instantiation211, 57, 58  ⊢  
  : , : , :
42instantiation147, 248, 246, 191, 139, 192, 123, 184, 172  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
43instantiation59, 60, 61, 102  ⊢  
  : , : , :
44instantiation207  ⊢  
  : , :
45instantiation207  ⊢  
  : , :
46instantiation207  ⊢  
  : , :
47instantiation207  ⊢  
  : , :
48instantiation100, 154, 75  ⊢  
  : , : , :
49instantiation207  ⊢  
  : , :
50instantiation101, 102  ⊢  
  : , :
51theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_neq_via_any_elem_neq
52instantiation215, 62, 63  ⊢  
  : , :
53instantiation211, 64, 65  ⊢  
  : , : , :
54instantiation108, 66, 68, 69  ⊢  
  : , : , : , :
55instantiation108, 67, 68, 69  ⊢  
  : , : , : , :
56instantiation86, 158, 154, 191, 133, 130, 192, 70, ,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
57instantiation71, 72, 73, 74, 99, 142, 75  ⊢  
  : , : , : , :
58instantiation108, 76, 77, 78  ⊢  
  : , : , : , :
59theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.len_of_ranges_with_repeated_indices_from_1
60theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat4
61instantiation157, 206  ⊢  
  : , :
62instantiation100, 251, 99  ⊢  
  : , : , :
63instantiation100, 214, 142  ⊢  
  : , : , :
64instantiation230, 99  ⊢  
  : , : , :
65instantiation230, 142  ⊢  
  : , : , :
66instantiation80, 81, 79, 150, 139, 83, 84, 99*, 142*  ⊢  
  : , : , : , :
67instantiation80, 81, 82, 150, 139, 83, 84, 99*, 142*  ⊢  
  : , : , : , :
68instantiation186  ⊢  
  :
69instantiation124, 85  ⊢  
  : , :
70instantiation86, 191, 158, 248, 192, 133, 87, ,  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
71axiom  ⊢  
 proveit.core_expr_types.operations.operands_substitution
72theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat8
73instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
74instantiation88  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
75instantiation211, 89, 90  ⊢  
  : , : , :
76instantiation108, 91, 92, 93  ⊢  
  : , : , : , :
77instantiation190, 191, 206, 192, 94, 96, 184, 172, 95*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
78instantiation190, 248, 206, 191, 96, 192, 97, 172, 98*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
79instantiation207  ⊢  
  : , :
80theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.general_len
81theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat2
82instantiation207  ⊢  
  : , :
83instantiation100, 158, 99  ⊢  
  : , : , :
84instantiation100, 154, 142  ⊢  
  : , : , :
85instantiation101, 102  ⊢  
  : , :
86theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.disjunction.disassociate
87instantiation103, 104, 105, 106, ,  ⊢  
  : , :
88theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_8_typical_eq
89instantiation230, 107  ⊢  
  : , : , :
90instantiation108, 109, 110, 111  ⊢  
  : , : , : , :
91instantiation117, 248, 112, 113, 184, 172  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
92instantiation117, 246, 118, 114, 115, 116, 184, 172  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
93instantiation117, 118, 248, 119, 120, 184, 172  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , :
94instantiation170  ⊢  
  : , : , : , :
95instantiation124, 121, 126*  ⊢  
  : , :
96instantiation170  ⊢  
  : , : , : , :
97instantiation122, 123, 184  ⊢  
  : , :
98instantiation124, 125, 126*  ⊢  
  : , :
99instantiation167, 195, 184, 168  ⊢  
  : , : , :
100theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.sub_left_side_into
101theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_from1_len
102instantiation249, 179, 127  ⊢  
  : , : , :
103theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.disjunction.or_if_left
104instantiation129, 251, 133, 128  ⊢  
  : , :
105instantiation129, 214, 130, 131  ⊢  
  : , :
106instantiation132, 251, 133, 134, ,  ⊢  
  : , :
107instantiation135, 184, 195  ⊢  
  : , :
108theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.four_chain_transitivity
109instantiation138, 191, 246, 192, 139, 136, 184, 172, 137, 195  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
110instantiation138, 246, 248, 139, 140, 184, 172, 162, 165, 195  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
111instantiation211, 141, 142  ⊢  
  : , : , :
112theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat5
113instantiation143  ⊢  
  : , : , : , : , :
114instantiation207  ⊢  
  : , :
115instantiation207  ⊢  
  : , :
116instantiation144  ⊢  
  : , : , :
117theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.leftward_commutation
118theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat3
119instantiation144  ⊢  
  : , : , :
120instantiation144  ⊢  
  : , : , :
121instantiation147, 191, 206, 248, 192, 148, 195, 184, 145*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
122theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.mult_complex_closure_bin
123instantiation249, 209, 146  ⊢  
  : , : , :
124theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reversal
125instantiation147, 191, 206, 248, 192, 148, 195, 172, 149*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
126instantiation190, 191, 246, 192, 150, 195, 151*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
127instantiation215, 251, 214  ⊢  
  : , :
128modus ponens152, 153  ⊢  
129theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.disjunction.closure
130instantiation157, 154  ⊢  
  : , :
131modus ponens155, 156  ⊢  
132theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.disjunction.any_if_all
133instantiation157, 158  ⊢  
  : , :
134modus ponens159, 160, ,  ⊢  
135theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.distribute_neg_through_binary_sum
136instantiation207  ⊢  
  : , :
137instantiation161, 162, 165  ⊢  
  : , :
138theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.disassociation
139instantiation207  ⊢  
  : , :
140instantiation207  ⊢  
  : , :
141instantiation163, 191, 248, 246, 192, 164, 184, 172, 165, 195, 166  ⊢  
  : , : , : , : , : , : , : , :
142instantiation167, 195, 172, 168  ⊢  
  : , : , :
143theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_5_typical_eq
144theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_3_typical_eq
145instantiation171, 184  ⊢  
  :
146instantiation249, 228, 169  ⊢  
  : , : , :
147theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.distribute_through_sum
148instantiation170  ⊢  
  : , : , : , :
149instantiation171, 172  ⊢  
  :
150instantiation207  ⊢  
  : , :
151instantiation211, 173, 174  ⊢  
  : , : , :
152instantiation180, 243, 244, 181  ⊢  
  : , : , : , :
153generalization175  ⊢  
154instantiation249, 179, 214  ⊢  
  : , : , :
155instantiation180, 243, 176, 177  ⊢  
  : , : , : , :
156generalization178  ⊢  
157theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.range_from1_len_typical_eq
158instantiation249, 179, 251  ⊢  
  : , : , :
159instantiation180, 243, 244, 181  ⊢  
  : , : , : , :
160generalization182, ,  ⊢  
161theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_complex_closure_bin
162instantiation183, 184  ⊢  
  :
163theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_general
164instantiation207  ⊢  
  : , :
165instantiation249, 209, 185  ⊢  
  : , : , :
166instantiation186  ⊢  
  :
167theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.subtraction.add_cancel_triple_32
168instantiation186  ⊢  
  :
169instantiation249, 240, 187  ⊢  
  : , : , :
170theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_4_typical_eq
171theorem  ⊢  
 proveit.numbers.multiplication.elim_one_left
172instantiation249, 209, 188  ⊢  
  : , : , :
173instantiation230, 189  ⊢  
  : , : , :
174instantiation190, 191, 246, 248, 192, 193, 194, 195, 196*  ⊢  
  : , : , : , : , : , :
175instantiation198  ⊢  
  : , :
176instantiation249, 250, 214  ⊢  
  : , : , :
177instantiation199, 197  ⊢  
  :
178instantiation198  ⊢  
  : , :
179theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.nat_pos_within_nat
180theorem  ⊢  
 proveit.logic.booleans.conjunction.conjunction_from_quantification
181instantiation199, 200  ⊢  
  :
182instantiation201, 202, 203, , ,  ⊢  
  : , : , : , :
183theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.complex_closure
184instantiation249, 209, 204  ⊢  
  : , : , :
185instantiation249, 228, 205  ⊢  
  : , : , :
186axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_reflexivity
187instantiation249, 247, 206  ⊢  
  : , : , :
188instantiation224, 225, 214  ⊢  
  : , : , :
189theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_1_1
190theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.association
191axiom  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.zero_in_nats
192theorem  ⊢  
 proveit.core_expr_types.tuples.tuple_len_0_typical_eq
193instantiation207  ⊢  
  : , :
194instantiation249, 209, 208  ⊢  
  : , : , :
195instantiation249, 209, 210  ⊢  
  : , : , :
196instantiation211, 212, 213  ⊢  
  : , : , :
197instantiation215, 214, 216  ⊢  
  : , :
198theorem  ⊢  
 proveit.logic.equality.not_equals_is_bool
199theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.natural_numbers.natural_pos_lower_bound
200instantiation215, 251, 216  ⊢  
  : , :
201theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.circuits.qcircuit_output_part_neq
202instantiation217, 218, 219  ⊢  
  :
203instantiation220, 251, 221, 222, 223, ,  ⊢  
  : , : , :
204instantiation224, 225, 251  ⊢  
  : , : , :
205instantiation249, 240, 226  ⊢  
  : , : , :
206theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat4
207theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.tuple_len_2_typical_eq
208instantiation249, 228, 227  ⊢  
  : , : , :
209theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.complex_numbers.real_within_complex
210instantiation249, 228, 229  ⊢  
  : , : , :
211axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.equals_transitivity
212instantiation230, 231  ⊢  
  : , : , :
213theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_3_1
214axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._s_in_nat_pos
215theorem  ⊢  
 proveit.numbers.addition.add_nat_pos_closure_bin
216theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.posnat1
217theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.pos_int_is_natural_pos
218instantiation249, 232, 245  ⊢  
  : , : , :
219instantiation233, 234, 235  ⊢  
  : , : , :
220theorem  ⊢  
 proveit.physics.quantum.algebra.num_ket_neq
221assumption  ⊢  
222assumption  ⊢  
223assumption  ⊢  
224theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.unfold_subset_eq
225instantiation236, 237  ⊢  
  : , :
226instantiation238, 243  ⊢  
  :
227instantiation249, 240, 239  ⊢  
  : , : , :
228theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.rational_within_real
229instantiation249, 240, 243  ⊢  
  : , : , :
230axiom  ⊢  
 proveit.logic.equality.substitution
231theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.add_2_1
232instantiation241, 243, 244  ⊢  
  : , :
233theorem  ⊢  
 proveit.numbers.ordering.transitivity_less_less_eq
234theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.less_0_1
235instantiation242, 243, 244, 245  ⊢  
  : , : , :
236theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.relax_proper_subset
237theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.real_numbers.nat_pos_within_real
238theorem  ⊢  
 proveit.numbers.negation.int_closure
239instantiation249, 247, 246  ⊢  
  : , : , :
240theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.rational_numbers.int_within_rational
241theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.int_interval_within_int
242theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.interval_lower_bound
243instantiation249, 247, 248  ⊢  
  : , : , :
244instantiation249, 250, 251  ⊢  
  : , : , :
245assumption  ⊢  
246theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat2
247theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_within_int
248theorem  ⊢  
 proveit.numbers.numerals.decimals.nat1
249theorem  ⊢  
 proveit.logic.sets.inclusion.superset_membership_from_proper_subset
250theorem  ⊢  
 proveit.numbers.number_sets.integers.nat_pos_within_int
251axiom  ⊢  
 proveit.physics.quantum.QPE._t_in_natural_pos
*equality replacement requirements