%% This is a LaTeX document. Hey, Emacs, -*- latex -*- , get it? \documentclass[mathserif,a4paper,aspectratio=169]{beamer} %\documentclass[a4paper]{article} %\usepackage[envcountsect,noxcolor]{beamerarticle} \usepackage[shorthands=off,french]{babel} \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage[T1]{fontenc} \usepackage{lmodern} \DeclareUnicodeCharacter{00A0}{~} \DeclareUnicodeCharacter{2026}{...} % Beamer theme: \usetheme{Goettingen} %\usecolortheme{albatross} %\usecolortheme{lily} %\setbeamercovered{transparent} % A tribute to the worthy AMS: \usepackage{amsmath} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsthm} % \usepackage{mathrsfs} \usepackage{mathpartir} \usepackage{flagderiv} % \usepackage{graphicx} \usepackage{tikz} \usetikzlibrary{arrows,automata,calc} % \newcommand{\itempoint}{\strut\hbox{\color{beamerstructure}\donotcoloroutermaths$\blacktriangleright$}\nobreak\hskip.5em plus.5em\relax} \renewcommand{\thefootnote}{\textdagger} \newcommand{\dbllangle}{\mathopen{\langle\!\langle}} \newcommand{\dblrangle}{\mathclose{\rangle\!\rangle}} %\newcommand{\dottedlimp}{\mathbin{\dot\Rightarrow}} %\newcommand{\dottedland}{\mathbin{\dot\land}} %\newcommand{\dottedlor}{\mathbin{\dot\lor}} %\newcommand{\dottedtop}{\mathord{\dot\top}} %\newcommand{\dottedbot}{\mathord{\dot\bot}} %\newcommand{\dottedneg}{\mathop{\dot\neg}} \mathchardef\emdash="07C\relax \newcommand{\mpdotsabove}[1]{\inferrule*{\vdots}{#1}} %\setlength{\derivskip}{4pt} % % % \title{Logique(s) et typage(s) d'ordre(s) supérieur(s)} \subtitle{INF110 (Logique et Fondements de l'Informatique)} \author[David Madore]{David A. Madore\\ {\footnotesize Télécom Paris}\\ \texttt{david.madore@enst.fr}} \date{2023–2024} \mode{% \beamertemplatenavigationsymbolsempty \usenavigationsymbolstemplate{\vbox{\hbox{\footnotesize\hyperlinkslideprev{$\leftarrow$}\insertframenumber/\inserttotalframenumber\hyperlinkslidenext{$\rightarrow$}}}} } \setbeamercolor{myhighlight}{fg=black,bg=white!90!green} \colorlet{mydarkgreen}{green!50!black} \begin{document} \mode
{\maketitle} % \setlength\abovedisplayskip{2pt plus 2pt minus 2pt} \setlength\belowdisplayskip{2pt plus 2pt minus 2pt} % \begin{frame} \titlepage {\footnotesize\center{\url{http://perso.enst.fr/madore/inf110/transp-inf110.pdf}}\par} {\tiny \immediate\write18{sh ./vc > vcline.tex} \begin{center} Git: \input{vcline.tex} \end{center} \immediate\write18{echo ' (stale)' >> vcline.tex} \par} \end{frame} % \section*{Plan} \begin{frame} \frametitle{Plan} \tableofcontents \end{frame} % \section{Les quantificateurs : discussion informelle} \begin{frame} \frametitle{Limitations du calcul propositionnel} \itempoint On a parlé pour l'instant de \textbf{calcul propositionnel}, qui ne connaît que les affirmations logiques et les connecteurs propositionnels $\Rightarrow,\land,\lor,\top,\bot$. \medskip \itempoint Mais il y a deux notations logiques essentielles en mathématiques au-delà de ces connecteurs : les \textbf{quantificateurs} $\forall,\exists$, qui : \begin{itemize} \item prennent une formule $P(x)$ dépendant d'une variable $x$ libre, \item lient cette variable pour former une nouvelle formule $\forall x. P(x)$ ou $\exists x. P(x)$. \end{itemize} \medskip \itempoint Intuitivement, il faut penser à $\forall$ et $\exists$ comme des « $\land$ et $\lor$ en famille », c'est-à-dire que : \begin{itemize} \item $\forall x.P(x)$, parfois noté $\bigwedge_x P(x)$ est à $P\land Q$ ce que $\prod_i p_i$ est à $p\times q$, \item $\exists x.P(x)$, parfois noté $\bigvee_x P(x)$ est à $P\lor Q$ ce que $\sum_i p_i$ est à $p + q$. \end{itemize} \medskip \itempoint Il existe de \alert{nombreux systèmes logiques} différant notamment en \alert{ce qu'on a le droit de quantifier} (qui sont les $x$ ici ?). \smallskip \textcolor{brown}{Commençons par une discussion informelle de $\forall$ et $\exists$.} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{L'interprétation BHK des quantificateurs} On a déjà vu l'interprétation informelle des connecteurs, on introduit maintenant les quantificateurs : \begin{itemize} \item {\color{darkgray} un témoignage de $P\land Q$, est un témoignage de $P$ et un de $Q$,} \item {\color{darkgray} un témoignage de $P\lor Q$, est un témoignage de $P$ ou un de $Q$, et la donnée duquel des deux on a choisi,} \item {\color{darkgray} un témoignage de $P\Rightarrow Q$ est un moyen de transformer un témoignage de $P$ en un témoignage de $Q$,} \item {\color{darkgray} un témoignage de $\top$ est trivial,} \quad \itempoint {\color{darkgray} un témoignage de $\bot$ n'existe pas,} \item un témoignage de $\forall x.P(x)$ est un moyen de transformer un $x$ quelconque en un témoignage de $P(x)$, \item un témoignage de $\exists x.P(x)$ est la donnée d'un certain $x_0$ et d'un témoignage de $P(x_0)$. \end{itemize} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Curry-Howard pour le $\forall$} \itempoint On a vu que Curry-Howard fait correspondre \alert{conjonction logique} $P\land Q$ {\footnotesize (« un témoignage de $P$ et un de $Q$ »)} avec \alert{type produit} $\sigma\times\tau$ {\footnotesize (« une valeur de $\sigma$ et une de $\tau$ »)}. \medskip \itempoint De façon analogue, la \alert{quantification universelle} $\forall x. P(x)$ {\footnotesize (« une façon de transformer $x$ en un témoignage de $P(x)$ »)}, qui est une sorte de \emph{conjonction en famille} $\bigwedge_x P(x)$, correspondra au \alert{type produit en famille} $\prod_x \sigma(x)$ {\footnotesize (« fonction renvoyant une valeur de $\sigma(x)$ pour chaque $x$ »)}. \medskip \itempoint Ceci présuppose l'existence de \alert{familles de types} $x \mapsto \sigma(x)$ (= types dépendant de quelque chose) dont on puisse prendre le produit. \medskip \itempoint Une preuve de $\forall x.P(x)$ correspondra à un terme de forme $\lambda(x:{?}).\,(\cdots)$, où le type de $(\cdots)$ correspond à $P(x)$. \medskip \itempoint Remarquer que $\forall x.P$, si $P$ ne dépend pas de $x$, « ressemble » à $I \Rightarrow P$ de la même manière que $\prod_{i\in I} X = X^I$. {\footnotesize (Les détails dépendent de la nature de la quantification.)} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Curry-Howard pour le $\exists$} \itempoint On a vu que Curry-Howard fait correspondre \alert{conjonction logique} $P\lor Q$ {\footnotesize (« un témoignage de $P$ ou un de $Q$, avec la donnée duquel on a choisi »)} avec \alert{type somme} $\sigma+\tau$ {\footnotesize (« une valeur de $\sigma$ ou une de $\tau$, avec un sélecteur entre les deux »)}. \medskip \itempoint De façon analogue, la \alert{quantification existentielle} $\exists x. P(x)$ {\footnotesize (« la donnée d'un $x_0$ et d'un témoignage de $P(x_0)$ »)}, qui est une sorte de \emph{disjonction en famille} $\bigvee_x P(x)$, correspondra au \alert{type somme en famille} $\sum_x \sigma(x)$ {\footnotesize (« donnée d'un $x_0$ et d'une valeur de type $\sigma(x_0)$ »)}. \medskip \itempoint Une preuve de $\exists x.P(x)$ correspondra à un terme de forme $\langle x_0, \cdots\rangle$, où le type de $(\cdots)$ correspond à $P(x_0)$. {\footnotesize (De nouveau, il faut des « familles de types ».)} \medskip \itempoint Remarquer que $\exists x.P$, si $P$ ne dépend pas de $x$, « ressemble » à $I \times P$ de la même manière que $\sum_{i\in I} X = I\times X$. {\footnotesize (Les détails dépendent de la nature de la quantification.)} \medskip \itempoint Mais Curry-Howard atteint ses limites : il n'est pas dit que d'une preuve de $\exists x.P(x)$ on \alert{puisse extraire} le $x_0$ correspondant dans autre chose qu'une preuve. {\footnotesize (Les détails dépendent du système logique précis considéré {\tiny et si Martin-Löf est dans la salle}.)} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Imprédicativité} \itempoint On appelle \textbf{imprédicativité} la possibilité de définir une proposition ou un type en quantifiant sur toutes les propositions ou types \alert{y compris celui qu'on définit} : c'est une forme de circularité. \medskip \itempoint P.ex., $\forall (Z:*).\, (Z \Rightarrow A)$ représente le type des fonctions capables de renvoyer un type $A$ à partir d'un type $Z$ quelconque, y compris celui qu'on définit. \smallskip Cette imprédicativité est utile pour définir des constructions sur les types. \medskip {\footnotesize Exemples (informellement, et en notant « $*$ » le « type des types » imprédicatif) : \begin{itemize} \item $A \; \cong \; \forall (Z:*).\, (Z \Rightarrow A)$ : donné une valeur $x$ de type $A$ on peut en fabriquer une de type $Z\Rightarrow A$ comme $\lambda(z:Z).\, x$ pour tout type $Z$, mais réciproquement, donné une valeur de type $\forall (Z:*).\, (Z \Rightarrow A)$ on peut l'appliquer à $Z = \top$ pour obtenir une valeur de type $A$. \item $A \; \cong \; \forall (Z:*).\, ((A \Rightarrow Z) \Rightarrow Z)$ : dans un sens on fabrique $\lambda(k:A \Rightarrow Z).\, kx$ comme pour le CPS, dans l'autre sens, appliquer à $Z = A$ et l'identité. \item $\bot \; \cong \; \forall (Z:*).\, Z$ \quad\itempoint $A\land B \; \cong \; \forall (Z:*).\, ((A \Rightarrow B \Rightarrow Z) \Rightarrow Z)$ \item $A\lor B \; \cong \; \forall (Z:*).\, ((A \Rightarrow Z) \Rightarrow (B\Rightarrow Z) \Rightarrow Z)$ \end{itemize} \par} \medskip \itempoint Cela \alert{peut} donner des incohérences logiques (paradoxe de Girard). \end{frame} % \section{Logique du premier ordre} \begin{frame} \frametitle{Logique du premier ordre : principe} \itempoint La \textbf{logique du premier ordre} ou \textbf{calcul des prédicats} est la plus simple qui ajoute les quantificateurs. Les « choses » sur lesquelles on a le droit de quantifier s'appellent des \textbf{individus}. \medskip \itempoint Côté typage, elle n'est pas très heureuse : les « individus » apparaissent comme un type unique, \textit{ad hoc}, qu'on ne peut presque pas manipuler (la logique ne permet pas de faire des couples, fonctions, etc., des individus). \medskip \itempoint Néanmoins, elle a une \alert{grande importance mathématique} car le dogme « orthodoxe » est que : \begin{center} Les mathématiques se font dans la « théorie des ensembles\\de Zermelo-Fraenkel en logique du premier ordre » ($\mathsf{ZFC}$). \end{center} Le manque d'expressivité de la logique (pas de couples, fonctions, etc.) est \alert{compensé par la théorie elle-même} (constructions ensemblistes des couples, fonctions, etc.). \medskip {\footnotesize\itempoint La \alert{sémantique} (Tarskienne) de la logique du premier ordre a aussi des propriétés agréables (théorème de complétude de Gödel).\par} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Logique du premier ordre : sortes de variables et syntaxe} \itempoint En (pure) logique du premier ordre, on a diverses sortes de variables : \begin{itemize} \item les \textbf{variables d'individus} ($x$, $y$, $z$...) en nombre illimité, \item les \textbf{variables de prédicats} $n$-aires, ou de \textbf{relations} $n$-aires [entre individus] ($A^{(n)}$, $B^{(n)}$, $C^{(n)}$...), pour chaque entier naturel $n$. \end{itemize} \medskip \itempoint L'indication d'arité des variables de prédicats est généralement omise (elle peut se lire sur la formule). \medskip \itempoint Une \textbf{formule} (logique) est (inductivement) : \begin{itemize} \item l'application $A^{(n)}(x_1,\ldots,x_n)$ d'une variable propositionnelle à $n$ variables d'individus, \item l'application d'un connecteur : $(P\Rightarrow Q)$, $(P\land Q)$, $(P\lor Q)$ où $P,Q$ sont deux formules, ou encore $\top$, $\bot$, \item une quantification : $\forall x.P$ ou $\exists x.P$, qui \alert{lie} la variable d'individu $x$ dans $P$. \end{itemize} \medskip \itempoint\alert{On ne peut quantifier que sur les individus (« premier ordre »).} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Exemples de formules du premier ordre} \itempoint Les \textbf{formules propositionnelles} sont encore des formules du premier ordre, en interprétant chaque variable propositionnelle comme une variable de prédicat $0$-aire (« nullaire ») : $A\land B \Rightarrow B\land A$ par exemple. \bigskip Autres exemples (qui seront par ailleurs tous démontrables) : \begin{itemize} \item $(\forall x.A(x)) \land (\exists x.\top) \Rightarrow (\exists x.A(x))$ (ici, $A$ est un prédicat unaire) \item $(\forall x.\neg A(x)) \Leftrightarrow (\neg\exists x.A(x))$ (idem) \item $(\exists x.\neg A(x)) \Rightarrow (\neg\forall x.A(x))$ (idem) \item $(\exists x.A) \Leftrightarrow (\exists x.\top) \land A$ (ici, $A$ est un prédicat \alert{nullaire}) \item $(\forall x.A) \Leftrightarrow ((\exists x.\top) \Rightarrow A)$ (idem) \item $(\exists x.\forall y.B(x,y))\Rightarrow (\forall y.\exists x.B(x,y))$ (ici, $B$ est un prédicat binaire) \end{itemize} \bigskip \textbf{N.B.} On a suivi la convention que $\forall,\exists$ ont une priorité plus faible que les connecteurs $\Rightarrow,\lor,\land,\neg$. Tout le monde n'est pas d'accord avec cette convention ! \smallskip \textbf{N.B.2 :} Il serait peut-être préférable de noter $Bxy$ que $B(x,y)$. \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Logique du premier ordre : aperçu des règles} \begin{tabular}{c|c|c} &Intro&Élim\\\hline $\Rightarrow$ &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma,{\color{mydarkgreen}P}\vdash Q}{\Gamma\vdash P\Rightarrow Q}$} &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash P\Rightarrow Q\\\Gamma\vdash P}{\Gamma\vdash Q}$} \\\hline $\land$ &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash Q_1\\\Gamma\vdash Q_2}{\Gamma\vdash Q_1\land Q_2}$} &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash Q_1\land Q_2}{\Gamma\vdash Q_1}$} \quad\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash Q_1\land Q_2}{\Gamma\vdash Q_2}$} \\\hline $\lor$ &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash Q_1}{\Gamma\vdash Q_1\lor Q_2}$} \quad\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash Q_2}{\Gamma\vdash Q_1\lor Q_2}$} &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash P_1\lor P_2\\\Gamma,{\color{mydarkgreen}P_1}\vdash Q\\\Gamma,{\color{mydarkgreen}P_2}\vdash Q}{\Gamma\vdash Q}$} \\\hline $\top$ &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\strut}{\Gamma\vdash \top}$} &\scalebox{0.65}{(néant)} \\\hline $\bot$ &\scalebox{0.65}{(néant)} &\scalebox{0.65}{$\inferrule{\Gamma\vdash \bot}{\Gamma\vdash Q}$ (ou pour la logique classique : $\inferrule{\Gamma,\neg Q\vdash \bot}{\Gamma\vdash Q}$)} \\\hline $\forall$ &$\inferrule{\Gamma, {\color{mydarkgreen}x}\vdash Q}{\Gamma\vdash \forall x. Q}$ ($x$ \alert{frais}) &$\inferrule{\Gamma\vdash \forall x. Q}{\Gamma\vdash Q[x\backslash t]}$ (v.l. de $t$ sont ds $\Gamma$) \\\hline $\exists$ &$\inferrule{\Gamma\vdash Q[x\backslash t]}{\Gamma\vdash \exists x. Q}$ (v.l. de $t$ sont ds $\Gamma$) &$\inferrule{\Gamma\vdash \exists x. P\\\Gamma, {\color{mydarkgreen}x}, {\color{mydarkgreen}P}\vdash Q}{\Gamma\vdash Q}$ ($x$ \alert{frais}) \\ \end{tabular} \smallskip \itempoint « $x$ frais » = « $x$ n'apparaît nulle part ailleurs », cf. transp. suivants. \smallskip \itempoint $\Gamma$ peut contenir des formules et des variables d'individus « introduites libres ». \smallskip \itempoint « v.l. de $t$ sont ds $\Gamma$ » = les variables libres de $t$ doivent être dans $\Gamma$, cf. transp. \ref{caveat-inhabited-domain}. \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Règles d'introduction et d'élimination de $\forall$} \itempoint \underline{Introduction du $\forall$ :} pour montrer $\forall x. Q$, on s'arrange (quitte à renommer la variable liée) pour que $x$ soit « frais », c'est-à-dire qu'il n'apparaisse (libre) dans \alert{aucune hypothèse} en cours ($\Gamma$) : si on montre $Q$ sur ce $x$ « arbitraire », on peut conclure $\forall x. Q$. \smallskip {\footnotesize (Rédaction : « soit $x$ arbitraire (…) on a $Q(x)$ ; donc $\forall x. Q(x)$ ».)\par} \bigskip \itempoint \underline{Élimination du $\forall$ :} pour utiliser $\forall x. Q$, on peut l'appliquer à un $t$ quelconque (en général un \alert{terme}, mais ici nos seuls termes d'individus sont des variables), dont les variables libres \alert{doivent} apparaître dans $\Gamma$. \smallskip {\footnotesize (Rédaction : « on a $\forall x. Q(x)$ ; en particulier, on a $Q(t)$ ».)\par} \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Règles d'introduction et d'élimination de $\exists$} \itempoint \underline{Introduction du $\exists$ :} pour montrer $\exists x. Q$, on peut le montrer sur un $t$ quelconque (en général un terme), dont les variables libres \alert{doivent} apparaître dans $\Gamma$. \smallskip {\footnotesize (Rédaction : « on a $Q(t)$ ; en particulier, on a $\exists x. Q(x)$ ».)\par} \bigskip \itempoint \underline{Élimination du $\exists$ :} pour utiliser $\exists x. P$ pour montrer une conclusion $Q$, on s'arrange (quitte à renommer la variable liée) pour que $x$ soit « frais », c'est-à-dire qu'il n'apparaisse (libre) dans \alert{aucune hypothèse} en cours ($\Gamma$) \alert{ni dans la conclusion} $Q$ : si on montre $Q$ à partir de $P$ sur ce $x$ « arbitraire », on peut conclure $Q$ à partir de $\exists x. P$. \smallskip {\footnotesize (Rédaction : « on a $\exists x. P(x)$ : soit $x$ arbitraire tel que $P(x)$ (…) on a $Q$ ; donc $Q$ ».)\par} \medskip Cette règle est désagréable comme celle d'élimination du $\lor$ (il faut démontrer la même conclusion $Q$ indépendamment du cas). Elle est moins désagréable en calcul des séquents : \[ \inferrule{\Gamma, x, P\vdash Q}{\Gamma, \exists x. P\vdash Q} \text{\quad($x$ \alert{frais})} \] \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Exemple de preuve en logique du premier ordre} {\footnotesize \[ \inferrule*[left={$\Rightarrow$Int}]{ \inferrule*[Left={$\forall$Int}]{ \inferrule*[Left={$\exists$Élim}]{ \inferrule*[Left={Ax}]{ }{\exists x.\forall y.B(x,y) \vdash \exists x.\forall y.B(x,y)} \\ \inferrule*[Right={$\exists$Int}]{ \inferrule*[Right={$\forall$Élim}]{ \inferrule*[Right=Ax]{ }{x,\;\forall y.B(x,y),\;y' \vdash \forall y.B(x,y)} }{x,\;\forall y.B(x,y),\;y' \vdash B(x,y')} }{x,\;\forall y.B(x,y),\;y' \vdash \exists x'.B(x',y')} }{\exists x.\forall y.B(x,y),\;y' \vdash \exists x'.B(x',y')} }{\exists x.\forall y.B(x,y) \vdash \forall y'.\exists x'.B(x',y')} }{\vdash (\exists x.\forall y.B(x,y))\Rightarrow (\forall y'.\exists x'.B(x',y'))} \] } Présentation avec les seules conclusions : {\footnotesize \[ \inferrule*[left={$\Rightarrow$Int(\textcolor{mydarkgreen}{$u$})}]{ \inferrule*[Left={$\forall$Int(\textcolor{mydarkgreen}{$y'$})}]{ \inferrule*[Left={$\exists$Élim(\textcolor{mydarkgreen}{$x$},\textcolor{mydarkgreen}{$v$})}]{ \inferrule*[Left={\textcolor{mydarkgreen}{$u$}}]{ }{\exists x.\forall y.B(x,y)} \\ \inferrule*[Right={$\exists$Int}]{ \inferrule*[Right={$\forall$Élim}]{ \inferrule*[Right={\textcolor{mydarkgreen}{$v$}}]{ }{\forall y.B(x,y)} }{B(x,y')} }{\exists x'.B(x',y')} }{\exists x'.B(x',y')} }{\forall y'.\exists x'.B(x',y')} }{(\exists x.\forall y.B(x,y))\Rightarrow (\forall y'.\exists x'.B(x',y'))} \] } \end{frame} % \begin{frame} \frametitle{Exemple de preuve : présentation drapeau} {\footnotesize \begin{flagderiv}[example-1st-order-proof] \assume{mainhyp}{\exists x.\forall y.B(x,y)}{} \assume{vary}{y'}{} \assume{exhyp}{x,\;\forall y.B(x,y)}{} \step{bare}{B(x,y')}{$\forall$Élim sur \ref{exhyp} et $y$} \step{exbare}{\exists x'.B(x',y')}{$\exists$Int sur $x$ et \ref{bare}} \conclude{extrude}{\exists x'.B(x',y')}{$\exists$Elim sur \ref{mainhyp} de \ref{exhyp} dans \ref{exbare}} \conclude{mainconc}{\forall y'.\exists x'.B(x',y')}{$\forall$Intro de \ref{vary} dans \ref{extrude}} \conclude{}{(\exists x.\forall y.B(x,y))\Rightarrow(\forall y'.\exists x'.B(x',y'))}{$\Rightarrow$Intro de \ref{mainhyp} dans \ref{mainconc}} \end{flagderiv} \par} \smallskip {\footnotesize « Supposons $\exists x.\forall y.B(x,y)$. Considérons un $y'$ arbitraire. Considérons un $x$ tel que $\forall y.B(x,y)$. En particulier, on a $B(x,y')$. En particulier, $\exists x'.B(x',y')$. Or on pouvait trouver un tel $x$ car $\exists x.\forall y.B(x,y)$, donc on a bien la conclusion $\exists x'.B(x',y')$. Le choix de $y'$ étant arbitraire, $\forall y'. \exists x'. B(x',y')$. Finalement, on a prouvé $(\exists x.\forall y.B(x,y))\Rightarrow(\forall y'.\exists x'.B(x',y'))$. »\par\strut\par} \end{frame} % \begin{frame} \label{caveat-inhabited-domain} \frametitle{Pourquoi des variables d'individus avec les hypothèses ?} \itempoint L'introduction d'une variable d'individu libre porte en elle l'hypothèse que \alert{l'univers des individus est habité} ($\exists x. \top$). Ce fait \alert{n'est pas prouvable} sans cette hypothèse. On a $z \vdash \exists x.\top$ (ici $z$ variable qcque) mais \alert{on n'a pas} $\vdash \exists x.\top$. \medskip \itempoint Exiger que les variables d'individus libres dans le terme $t$ soient déjà dans $\Gamma$ permet d'écarter la démonstration \alert{incorrecte} suivante : \[ \inferrule*[left={$\exists$Int}]{ \inferrule*[Left={$\top$Int}]{ }{\vdash\top} }{\vdash\exists x.\top} \] \medskip \itempoint En revanche, celle-ci \alert{est correcte} (en utilisant le terme $z$ pour $t$ dans $\exists$Int) : \[ \inferrule*[left={$\forall$Int}]{ \inferrule*[Left={$\exists$Int}]{ \inferrule*[Left={$\top$Int}]{ }{z\vdash\top} }{z\vdash\exists x.\top} }{\vdash\forall z.\exists x.\top} \] \medskip \textbf{N.B.} Ces problèmes n'ont rien à voir avec la logique intuitionniste, ils sont identiques en logique classique. On \alert{n'a pas} non plus $\forall x.A(x) \Rightarrow \exists x.A(x)$. \end{frame} % \end{document}