Nuprl Lemma : orbit-decomp
∀[T:Type]
  ((∀x,y:T.  Dec(x = y ∈ T))
  
⇒ finite-type(T)
  
⇒ (∀f:T ⟶ T
        ∃orbits:T List List
         ((∀orbit∈orbits.0 < ||orbit||
                 ∧ no_repeats(T;orbit)
                 ∧ (∀i:ℕ||orbit||. ((f orbit[i]) = if (i =z ||orbit|| - 1) then orbit[0] else orbit[i + 1] fi  ∈ T))
                 ∧ (∀x∈orbit.∀n:ℕ. (f^n x ∈ orbit)))
         ∧ (∀a:T. (∃orbit∈orbits. (a ∈ orbit)))
         ∧ (∀o1,o2∈orbits.  l_disjoint(T;o1;o2))) 
        supposing Inj(T;T;f)))
Proof
Definitions occuring in Statement : 
finite-type: finite-type(T)
, 
pairwise: (∀x,y∈L.  P[x; y])
, 
l_disjoint: l_disjoint(T;l1;l2)
, 
l_exists: (∃x∈L. P[x])
, 
l_all: (∀x∈L.P[x])
, 
no_repeats: no_repeats(T;l)
, 
l_member: (x ∈ l)
, 
select: L[n]
, 
length: ||as||
, 
list: T List
, 
fun_exp: f^n
, 
inject: Inj(A;B;f)
, 
int_seg: {i..j-}
, 
nat: ℕ
, 
ifthenelse: if b then t else f fi 
, 
eq_int: (i =z j)
, 
less_than: a < b
, 
decidable: Dec(P)
, 
uimplies: b supposing a
, 
uall: ∀[x:A]. B[x]
, 
all: ∀x:A. B[x]
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
implies: P 
⇒ Q
, 
and: P ∧ Q
, 
apply: f a
, 
function: x:A ⟶ B[x]
, 
subtract: n - m
, 
add: n + m
, 
natural_number: $n
, 
universe: Type
, 
equal: s = t ∈ T
Definitions unfolded in proof : 
uall: ∀[x:A]. B[x]
, 
implies: P 
⇒ Q
, 
all: ∀x:A. B[x]
, 
uimplies: b supposing a
, 
member: t ∈ T
, 
inject: Inj(A;B;f)
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
and: P ∧ Q
, 
so_lambda: λ2x.t[x]
, 
prop: ℙ
, 
int_seg: {i..j-}
, 
guard: {T}
, 
iff: P 
⇐⇒ Q
, 
rev_implies: P 
⇐ Q
, 
lelt: i ≤ j < k
, 
decidable: Dec(P)
, 
or: P ∨ Q
, 
not: ¬A
, 
satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla)
, 
false: False
, 
top: Top
, 
less_than: a < b
, 
squash: ↓T
, 
subtype_rel: A ⊆r B
, 
le: A ≤ B
, 
less_than': less_than'(a;b)
, 
so_apply: x[s]
, 
l_disjoint: l_disjoint(T;l1;l2)
, 
pairwise: (∀x,y∈L.  P[x; y])
, 
ge: i ≥ j 
, 
nat: ℕ
, 
true: True
, 
subtract: n - m
, 
uiff: uiff(P;Q)
, 
cons: [a / b]
, 
compose: f o g
, 
bool: 𝔹
, 
unit: Unit
, 
it: ⋅
, 
btrue: tt
, 
ifthenelse: if b then t else f fi 
, 
bfalse: ff
, 
assert: ↑b
, 
l_all: (∀x∈L.P[x])
, 
sq_type: SQType(T)
, 
cand: A c∧ B
, 
l_member: (x ∈ l)
, 
no_repeats: no_repeats(T;l)
, 
last: last(L)
, 
nequal: a ≠ b ∈ T 
, 
bnot: ¬bb
, 
listp: A List+
, 
rev_uimplies: rev_uimplies(P;Q)
, 
so_apply: x[s1;s2]
, 
so_lambda: λ2x y.t[x; y]
, 
l_contains: A ⊆ B
, 
l_exists: (∃x∈L. P[x])
Lemmas referenced : 
orbit-cover, 
l_all_iff, 
list_wf, 
l_member_wf, 
less_than_wf, 
length_wf, 
no_repeats_wf, 
all_wf, 
int_seg_wf, 
equal_wf, 
select_wf, 
int_seg_properties, 
decidable__le, 
full-omega-unsat, 
intformand_wf, 
intformnot_wf, 
intformle_wf, 
itermConstant_wf, 
itermVar_wf, 
istype-int, 
int_formula_prop_and_lemma, 
istype-void, 
int_formula_prop_not_lemma, 
int_formula_prop_le_lemma, 
int_term_value_constant_lemma, 
int_term_value_var_lemma, 
int_formula_prop_wf, 
decidable__lt, 
intformless_wf, 
int_formula_prop_less_lemma, 
fun_exp_wf, 
int_seg_subtype_nat, 
istype-false, 
iff_wf, 
exists_wf, 
nat_wf, 
istype-nat, 
l_all_wf, 
l_contains_wf, 
inject_wf, 
finite-type_wf, 
decidable_wf, 
istype-universe, 
l_disjoint_wf, 
le_wf, 
select_member, 
decidable__l_member, 
subtract-1-ge-0, 
ge_wf, 
nat_properties, 
le-add-cancel, 
add-zero, 
add-associates, 
add_functionality_wrt_le, 
add-commutes, 
minus-one-mul-top, 
zero-add, 
minus-one-mul, 
minus-add, 
condition-implies-le, 
not-lt-2, 
length_wf_nat, 
length_of_cons_lemma, 
product_subtype_list, 
nil_member, 
length_of_nil_lemma, 
list-cases, 
fun_exp0_lemma, 
int_term_value_subtract_lemma, 
itermSubtract_wf, 
subtract_wf, 
not_wf, 
bnot_wf, 
int_formula_prop_eq_lemma, 
intformeq_wf, 
assert_wf, 
int_subtype_base, 
bool_wf, 
equal-wf-base, 
eq_int_wf, 
fun_exp_unroll, 
uiff_transitivity, 
eqtt_to_assert, 
assert_of_eq_int, 
iff_transitivity, 
iff_weakening_uiff, 
eqff_to_assert, 
assert_of_bnot, 
iff_weakening_equal, 
subtype_rel_self, 
true_wf, 
squash_wf, 
fun_exp_add1, 
int_term_value_add_lemma, 
itermAdd_wf, 
btrue_neq_bfalse, 
member-implies-null-eq-bfalse, 
null_wf, 
assert_elim, 
last_wf, 
null_cons_lemma, 
null_nil_lemma, 
last_member, 
subtype_base_sq, 
decidable__equal_int, 
add-swap, 
subtract-add-cancel, 
equal-wf-T-base, 
set_subtype_base, 
lelt_wf, 
istype-assert, 
add-member-int_seg2, 
istype-le, 
istype-less_than, 
fun_exp_apply_add1, 
neg_assert_of_eq_int, 
assert-bnot, 
bool_subtype_base, 
bool_cases_sqequal, 
assert_of_null, 
listp_properties, 
length_of_not_nil, 
fun_exp_add_sq, 
pairwise_wf2, 
l_exists_wf, 
fun_exp_add_apply, 
l_disjoint-representatives, 
pairwise-implies
Rules used in proof : 
sqequalSubstitution, 
sqequalTransitivity, 
computationStep, 
sqequalReflexivity, 
Error :isect_memberFormation_alt, 
Error :lambdaFormation_alt, 
cut, 
introduction, 
sqequalRule, 
sqequalHypSubstitution, 
Error :lambdaEquality_alt, 
dependent_functionElimination, 
thin, 
hypothesisEquality, 
axiomEquality, 
hypothesis, 
Error :functionIsTypeImplies, 
Error :inhabitedIsType, 
rename, 
extract_by_obid, 
isectElimination, 
independent_functionElimination, 
productElimination, 
Error :universeIsType, 
setElimination, 
productEquality, 
closedConclusion, 
natural_numberEquality, 
because_Cache, 
independent_isectElimination, 
unionElimination, 
approximateComputation, 
Error :dependent_pairFormation_alt, 
int_eqEquality, 
Error :isect_memberEquality_alt, 
voidElimination, 
independent_pairFormation, 
imageElimination, 
applyEquality, 
Error :setIsType, 
functionEquality, 
Error :functionIsType, 
instantiate, 
universeEquality, 
Error :inrFormation_alt, 
Error :unionIsType, 
Error :inlFormation_alt, 
Error :productIsType, 
Error :dependent_set_memberEquality_alt, 
cumulativity, 
intWeakElimination, 
functionExtensionality, 
minusEquality, 
addEquality, 
hypothesis_subsumption, 
promote_hyp, 
Error :equalityIsType1, 
equalitySymmetry, 
equalityTransitivity, 
Error :equalityIsType4, 
intEquality, 
baseClosed, 
baseApply, 
equalityElimination, 
imageMemberEquality, 
hyp_replacement, 
applyLambdaEquality, 
Error :equalityIstype, 
sqequalBase
Latex:
\mforall{}[T:Type]
    ((\mforall{}x,y:T.    Dec(x  =  y))
    {}\mRightarrow{}  finite-type(T)
    {}\mRightarrow{}  (\mforall{}f:T  {}\mrightarrow{}  T
                \mexists{}orbits:T  List  List
                  ((\mforall{}orbit\mmember{}orbits.0  <  ||orbit||
                                  \mwedge{}  no\_repeats(T;orbit)
                                  \mwedge{}  (\mforall{}i:\mBbbN{}||orbit||
                                            ((f  orbit[i])  =  if  (i  =\msubz{}  ||orbit||  -  1)  then  orbit[0]  else  orbit[i  +  1]  fi  ))
                                  \mwedge{}  (\mforall{}x\mmember{}orbit.\mforall{}n:\mBbbN{}.  (f\^{}n  x  \mmember{}  orbit)))
                  \mwedge{}  (\mforall{}a:T.  (\mexists{}orbit\mmember{}orbits.  (a  \mmember{}  orbit)))
                  \mwedge{}  (\mforall{}o1,o2\mmember{}orbits.    l\_disjoint(T;o1;o2))) 
                supposing  Inj(T;T;f)))
Date html generated:
2019_06_20-PM-01_39_37
Last ObjectModification:
2018_11_22-PM-10_09_09
Theory : list_1
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