Documentation

Init.Data.Fin.Lemmas

@[simp]
theorem Fin.ofNat'_zero (n : Nat) [NeZero n] :
@[deprecated Fin.pos (since := "2024-11-11")]
theorem Fin.size_pos {n : Nat} (i : Fin n) :
0 < n
theorem Fin.mod_def {n : Nat} (a m : Fin n) :
a % m = ⟨↑a % ↑m, ⋯⟩
theorem Fin.mul_def {n : Nat} (a b : Fin n) :
a * b = ⟨↑a * ↑b % n, ⋯⟩
theorem Fin.sub_def {n : Nat} (a b : Fin n) :
a - b = ⟨(n - ↑b + ↑a) % n, ⋯⟩
theorem Fin.pos' {n : Nat} [Nonempty (Fin n)] :
0 < n
@[reducible, inline, deprecated Fin.pos' (since := "2024-11-11")]
abbrev Fin.size_pos' {n : Nat} [Nonempty (Fin n)] :
0 < n
Equations
Instances For
    @[simp]
    theorem Fin.is_lt {n : Nat} (a : Fin n) :
    ↑a < n

    coercions and constructions #

    @[simp]
    theorem Fin.eta {n : Nat} (a : Fin n) (h : ↑a < n) :
    ⟨↑a, h⟩ = a
    theorem Fin.ext {n : Nat} {a b : Fin n} (h : ↑a = ↑b) :
    a = b
    theorem Fin.ext_iff {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a = b ↔ ↑a = ↑b
    theorem Fin.val_ne_iff {n : Nat} {a b : Fin n} :
    ↑a ≠ ↑b ↔ a ≠ b
    theorem Fin.forall_iff {n : Nat} {p : Fin n → Prop} :
    (∀ (i : Fin n), p i) ↔ ∀ (i : Nat) (h : i < n), p ⟨i, h⟩
    theorem Fin.mk.inj_iff {n a b : Nat} {ha : a < n} {hb : b < n} :
    ⟨a, ha⟩ = ⟨b, hb⟩ ↔ a = b

    Restatement of Fin.mk.injEq as an iff.

    theorem Fin.val_mk {m n : Nat} (h : m < n) :
    ↑⟨m, h⟩ = m
    theorem Fin.eq_mk_iff_val_eq {n : Nat} {a : Fin n} {k : Nat} {hk : k < n} :
    a = ⟨k, hk⟩ ↔ ↑a = k
    theorem Fin.mk_val {n : Nat} (i : Fin n) :
    ⟨↑i, ⋯⟩ = i
    @[simp]
    theorem Fin.mk_eq_zero {n a : Nat} {ha : a < n} [NeZero n] :
    ⟨a, ha⟩ = 0 ↔ a = 0
    @[simp]
    theorem Fin.zero_eq_mk {n a : Nat} {ha : a < n} [NeZero n] :
    0 = ⟨a, ha⟩ ↔ a = 0
    @[simp]
    theorem Fin.val_ofNat' (n : Nat) [NeZero n] (a : Nat) :
    ↑(Fin.ofNat' n a) = a % n
    @[simp]
    theorem Fin.ofNat'_self {n : Nat} [NeZero n] :
    @[simp]
    theorem Fin.ofNat'_val_eq_self {n : Nat} [NeZero n] (x : Fin n) :
    Fin.ofNat' n ↑x = x
    @[simp]
    theorem Fin.mod_val {n : Nat} (a b : Fin n) :
    ↑(a % b) = ↑a % ↑b
    @[simp]
    theorem Fin.div_val {n : Nat} (a b : Fin n) :
    ↑(a / b) = ↑a / ↑b
    @[simp]
    theorem Fin.modn_val {n : Nat} (a : Fin n) (b : Nat) :
    ↑(a.modn b) = ↑a % b
    @[simp]
    theorem Fin.val_eq_zero (a : Fin 1) :
    ↑a = 0
    theorem Fin.ite_val {n : Nat} {c : Prop} [Decidable c] {x : c → Fin n} (y : ¬c → Fin n) :
    ↑(if h : c then x h else y h) = if h : c then ↑(x h) else ↑(y h)
    theorem Fin.dite_val {n : Nat} {c : Prop} [Decidable c] {x y : Fin n} :
    ↑(if c then x else y) = if c then ↑x else ↑y

    order #

    theorem Fin.le_def {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a ≤ b ↔ ↑a ≤ ↑b
    theorem Fin.lt_def {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a < b ↔ ↑a < ↑b
    theorem Fin.lt_iff_val_lt_val {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a < b ↔ ↑a < ↑b
    @[simp]
    theorem Fin.not_le {n : Nat} {a b : Fin n} :
    ¬a ≤ b ↔ b < a
    @[simp]
    theorem Fin.not_lt {n : Nat} {a b : Fin n} :
    ¬a < b ↔ b ≤ a
    @[simp]
    theorem Fin.le_refl {n : Nat} (a : Fin n) :
    a ≤ a
    @[simp]
    theorem Fin.lt_irrefl {n : Nat} (a : Fin n) :
    ¬a < a
    theorem Fin.le_trans {n : Nat} {a b c : Fin n} :
    a ≤ b → b ≤ c → a ≤ c
    theorem Fin.lt_trans {n : Nat} {a b c : Fin n} :
    a < b → b < c → a < c
    theorem Fin.le_total {n : Nat} (a b : Fin n) :
    a ≤ b ∨ b ≤ a
    theorem Fin.lt_asymm {n : Nat} {a b : Fin n} (h : a < b) :
    ¬b < a
    theorem Fin.ne_of_lt {n : Nat} {a b : Fin n} (h : a < b) :
    a ≠ b
    theorem Fin.ne_of_gt {n : Nat} {a b : Fin n} (h : a < b) :
    b ≠ a
    theorem Fin.le_of_lt {n : Nat} {a b : Fin n} (h : a < b) :
    a ≤ b
    theorem Fin.lt_of_le_of_lt {n : Nat} {a b c : Fin n} :
    a ≤ b → b < c → a < c
    theorem Fin.lt_of_lt_of_le {n : Nat} {a b c : Fin n} :
    a < b → b ≤ c → a < c
    theorem Fin.le_rfl {n : Nat} {a : Fin n} :
    a ≤ a
    theorem Fin.lt_iff_le_and_ne {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a < b ↔ a ≤ b ∧ a ≠ b
    theorem Fin.lt_or_lt_of_ne {n : Nat} {a b : Fin n} (h : a ≠ b) :
    a < b ∨ b < a
    theorem Fin.lt_or_le {n : Nat} (a b : Fin n) :
    a < b ∨ b ≤ a
    theorem Fin.le_or_lt {n : Nat} (a b : Fin n) :
    a ≤ b ∨ b < a
    theorem Fin.le_of_eq {n : Nat} {a b : Fin n} (hab : a = b) :
    a ≤ b
    theorem Fin.ge_of_eq {n : Nat} {a b : Fin n} (hab : a = b) :
    b ≤ a
    theorem Fin.eq_or_lt_of_le {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a ≤ b → a = b ∨ a < b
    theorem Fin.lt_or_eq_of_le {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a ≤ b → a < b ∨ a = b
    theorem Fin.is_le {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) :
    ↑i ≤ n
    @[simp]
    theorem Fin.is_le' {n : Nat} {a : Fin n} :
    ↑a ≤ n
    theorem Fin.mk_lt_of_lt_val {n : Nat} {b : Fin n} {a : Nat} (h : a < ↑b) :
    ⟨a, ⋯⟩ < b
    theorem Fin.mk_le_of_le_val {n : Nat} {b : Fin n} {a : Nat} (h : a ≤ ↑b) :
    ⟨a, ⋯⟩ ≤ b
    @[simp]
    theorem Fin.mk_le_mk {n x y : Nat} {hx : x < n} {hy : y < n} :
    ⟨x, hx⟩ ≤ ⟨y, hy⟩ ↔ x ≤ y
    @[simp]
    theorem Fin.mk_lt_mk {n x y : Nat} {hx : x < n} {hy : y < n} :
    ⟨x, hx⟩ < ⟨y, hy⟩ ↔ x < y
    @[simp]
    theorem Fin.val_zero (n : Nat) [NeZero n] :
    ↑0 = 0
    @[simp]
    theorem Fin.mk_zero {n : Nat} :
    ⟨0, ⋯⟩ = 0
    @[simp]
    theorem Fin.zero_le {n : Nat} (a : Fin (n + 1)) :
    0 ≤ a
    theorem Fin.zero_lt_one {n : Nat} :
    0 < 1
    @[simp]
    theorem Fin.not_lt_zero {n : Nat} (a : Fin (n + 1)) :
    ¬a < 0
    theorem Fin.pos_iff_ne_zero {n : Nat} {a : Fin (n + 1)} :
    0 < a ↔ a ≠ 0
    theorem Fin.eq_zero_or_eq_succ {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) :
    i = 0 ∨ ∃ (j : Fin n), i = j.succ
    theorem Fin.eq_succ_of_ne_zero {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} (hi : i ≠ 0) :
    ∃ (j : Fin n), i = j.succ
    theorem Fin.le_antisymm_iff {n : Nat} {x y : Fin n} :
    x = y ↔ x ≤ y ∧ y ≤ x
    theorem Fin.le_antisymm {n : Nat} {x y : Fin n} (h1 : x ≤ y) (h2 : y ≤ x) :
    x = y
    @[simp]
    theorem Fin.val_rev {n : Nat} (i : Fin n) :
    ↑i.rev = n - (↑i + 1)
    @[simp]
    theorem Fin.rev_rev {n : Nat} (i : Fin n) :
    i.rev.rev = i
    @[simp]
    theorem Fin.rev_le_rev {n : Nat} {i j : Fin n} :
    i.rev ≤ j.rev ↔ j ≤ i
    @[simp]
    theorem Fin.rev_inj {n : Nat} {i j : Fin n} :
    i.rev = j.rev ↔ i = j
    theorem Fin.rev_eq {n a : Nat} (i : Fin (n + 1)) (h : n = a + ↑i) :
    i.rev = ⟨a, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.rev_lt_rev {n : Nat} {i j : Fin n} :
    i.rev < j.rev ↔ j < i

    last #

    @[simp]
    theorem Fin.val_last (n : Nat) :
    ↑(last n) = n
    @[simp]
    theorem Fin.last_zero :
    last 0 = 0
    @[simp]
    theorem Fin.zero_eq_last_iff {n : Nat} :
    0 = last n ↔ n = 0
    @[simp]
    theorem Fin.last_eq_zero_iff {n : Nat} :
    last n = 0 ↔ n = 0
    theorem Fin.le_last {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) :
    i ≤ last n
    theorem Fin.last_pos {n : Nat} :
    0 < last (n + 1)
    theorem Fin.eq_last_of_not_lt {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} (h : ¬↑i < n) :
    i = last n
    theorem Fin.val_lt_last {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} :
    i ≠ last n → ↑i < n
    @[simp]
    theorem Fin.rev_last (n : Nat) :
    (last n).rev = 0
    @[simp]
    theorem Fin.rev_zero (n : Nat) :
    rev 0 = last n

    addition, numerals, and coercion from Nat #

    @[simp]
    theorem Fin.val_one (n : Nat) :
    ↑1 = 1
    @[simp]
    theorem Fin.mk_one {n : Nat} :
    ⟨1, ⋯⟩ = 1
    theorem Fin.fin_one_eq_zero (a : Fin 1) :
    a = 0
    @[simp]
    theorem Fin.zero_eq_one_iff {n : Nat} [NeZero n] :
    0 = 1 ↔ n = 1
    @[simp]
    theorem Fin.one_eq_zero_iff {n : Nat} [NeZero n] :
    1 = 0 ↔ n = 1
    theorem Fin.add_def {n : Nat} (a b : Fin n) :
    a + b = ⟨(↑a + ↑b) % n, ⋯⟩
    theorem Fin.val_add {n : Nat} (a b : Fin n) :
    ↑(a + b) = (↑a + ↑b) % n
    @[simp]
    theorem Fin.zero_add {n : Nat} [NeZero n] (k : Fin n) :
    0 + k = k
    @[simp]
    theorem Fin.add_zero {n : Nat} [NeZero n] (k : Fin n) :
    k + 0 = k
    theorem Fin.val_add_one_of_lt {n : Nat} {i : Fin n.succ} (h : i < last n) :
    ↑(i + 1) = ↑i + 1
    @[simp]
    theorem Fin.last_add_one (n : Nat) :
    last n + 1 = 0
    theorem Fin.val_add_one {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) :
    ↑(i + 1) = if i = last n then 0 else ↑i + 1
    @[simp]
    theorem Fin.val_two {n : Nat} :
    ↑2 = 2
    theorem Fin.add_one_pos {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) (h : i < last n) :
    0 < i + 1
    theorem Fin.one_pos {n : Nat} :
    0 < 1
    theorem Fin.zero_ne_one {n : Nat} :
    0 ≠ 1

    succ and casts into larger Fin types #

    @[simp]
    theorem Fin.val_succ {n : Nat} (j : Fin n) :
    ↑j.succ = ↑j + 1
    @[simp]
    theorem Fin.succ_pos {n : Nat} (a : Fin n) :
    0 < a.succ
    @[simp]
    theorem Fin.succ_le_succ_iff {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a.succ ≤ b.succ ↔ a ≤ b
    @[simp]
    theorem Fin.succ_lt_succ_iff {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a.succ < b.succ ↔ a < b
    @[simp]
    theorem Fin.succ_inj {n : Nat} {a b : Fin n} :
    a.succ = b.succ ↔ a = b
    theorem Fin.succ_ne_zero {n : Nat} (k : Fin n) :
    k.succ ≠ 0
    @[simp]
    theorem Fin.succ_zero_eq_one {n : Nat} :
    succ 0 = 1
    @[simp]
    theorem Fin.succ_one_eq_two {n : Nat} :
    succ 1 = 2

    Version of succ_one_eq_two to be used by dsimp

    @[simp]
    theorem Fin.succ_mk (n i : Nat) (h : i < n) :
    ⟨i, h⟩.succ = ⟨i + 1, ⋯⟩
    theorem Fin.mk_succ_pos {n : Nat} (i : Nat) (h : i < n) :
    0 < ⟨i.succ, ⋯⟩
    theorem Fin.one_lt_succ_succ {n : Nat} (a : Fin n) :
    1 < a.succ.succ
    @[simp]
    theorem Fin.add_one_lt_iff {n : Nat} {k : Fin (n + 2)} :
    k + 1 < k ↔ k = last (n + 1)
    @[simp]
    theorem Fin.add_one_le_iff {n : Nat} {k : Fin (n + 1)} :
    k + 1 ≤ k ↔ k = last n
    @[simp]
    theorem Fin.last_le_iff {n : Nat} {k : Fin (n + 1)} :
    last n ≤ k ↔ k = last n
    @[simp]
    theorem Fin.lt_add_one_iff {n : Nat} {k : Fin (n + 1)} :
    k < k + 1 ↔ k < last n
    @[simp]
    theorem Fin.le_zero_iff {n : Nat} {k : Fin (n + 1)} :
    k ≤ 0 ↔ k = 0
    theorem Fin.succ_succ_ne_one {n : Nat} (a : Fin n) :
    @[simp]
    theorem Fin.coe_castLT {m n : Nat} (i : Fin m) (h : ↑i < n) :
    ↑(i.castLT h) = ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.castLT_mk (i n m : Nat) (hn : i < n) (hm : i < m) :
    ⟨i, hn⟩.castLT hm = ⟨i, hm⟩
    @[simp]
    theorem Fin.coe_castLE {n m : Nat} (h : n ≤ m) (i : Fin n) :
    ↑(castLE h i) = ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.castLE_mk (i n m : Nat) (hn : i < n) (h : n ≤ m) :
    castLE h ⟨i, hn⟩ = ⟨i, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.castLE_zero {n m : Nat} (h : n.succ ≤ m.succ) :
    castLE h 0 = 0
    @[simp]
    theorem Fin.castLE_succ {m n : Nat} (h : m + 1 ≤ n + 1) (i : Fin m) :
    castLE h i.succ = (castLE ⋯ i).succ
    @[simp]
    theorem Fin.castLE_castLE {k m n : Nat} (km : k ≤ m) (mn : m ≤ n) (i : Fin k) :
    castLE mn (castLE km i) = castLE ⋯ i
    @[simp]
    theorem Fin.castLE_comp_castLE {k m n : Nat} (km : k ≤ m) (mn : m ≤ n) :
    @[simp]
    theorem Fin.coe_cast {n m : Nat} (h : n = m) (i : Fin n) :
    ↑(Fin.cast h i) = ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.cast_zero {n m : Nat} [NeZero n] [NeZero m] (h : n = m) :
    Fin.cast h 0 = 0
    @[simp]
    theorem Fin.cast_last {n n' : Nat} {h : n + 1 = n' + 1} :
    Fin.cast h (last n) = last n'
    @[simp]
    theorem Fin.cast_mk {n m : Nat} (h : n = m) (i : Nat) (hn : i < n) :
    Fin.cast h ⟨i, hn⟩ = ⟨i, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.cast_refl (n : Nat) (h : n = n) :
    @[simp]
    theorem Fin.cast_trans {n m k : Nat} (h : n = m) (h' : m = k) {i : Fin n} :
    Fin.cast h' (Fin.cast h i) = Fin.cast ⋯ i
    theorem Fin.castLE_of_eq {m n : Nat} (h : m = n) {h' : m ≤ n} :
    @[simp]
    theorem Fin.coe_castAdd {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    ↑(castAdd m i) = ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.castAdd_zero {n : Nat} :
    theorem Fin.castAdd_lt {m : Nat} (n : Nat) (i : Fin m) :
    ↑(castAdd n i) < m
    @[simp]
    theorem Fin.castAdd_mk {n : Nat} (m i : Nat) (h : i < n) :
    castAdd m ⟨i, h⟩ = ⟨i, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.castAdd_castLT {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin (n + m)) (hi : ↑i < n) :
    castAdd m (i.castLT hi) = i
    @[simp]
    theorem Fin.castLT_castAdd {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    (castAdd m i).castLT ⋯ = i
    theorem Fin.castAdd_cast {n n' : Nat} (m : Nat) (i : Fin n') (h : n' = n) :
    castAdd m (Fin.cast h i) = Fin.cast ⋯ (castAdd m i)

    For rewriting in the reverse direction, see Fin.cast_castAdd_left.

    theorem Fin.cast_castAdd_left {n n' m : Nat} (i : Fin n') (h : n' + m = n + m) :
    Fin.cast h (castAdd m i) = castAdd m (Fin.cast ⋯ i)
    @[simp]
    theorem Fin.cast_castAdd_right {n m m' : Nat} (i : Fin n) (h : n + m' = n + m) :
    Fin.cast h (castAdd m' i) = castAdd m i
    theorem Fin.castAdd_castAdd {m n p : Nat} (i : Fin m) :
    castAdd p (castAdd n i) = Fin.cast ⋯ (castAdd (n + p) i)
    @[simp]
    theorem Fin.cast_succ_eq {n n' : Nat} (i : Fin n) (h : n.succ = n'.succ) :

    The cast of the successor is the successor of the cast. See Fin.succ_cast_eq for rewriting in the reverse direction.

    theorem Fin.succ_cast_eq {n n' : Nat} (i : Fin n) (h : n = n') :
    @[simp]
    theorem Fin.coe_castSucc {n : Nat} (i : Fin n) :
    ↑i.castSucc = ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_mk (n i : Nat) (h : i < n) :
    ⟨i, h⟩.castSucc = ⟨i, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.cast_castSucc {n n' : Nat} {h : n + 1 = n' + 1} {i : Fin n} :
    theorem Fin.castSucc_lt_succ {n : Nat} (i : Fin n) :
    theorem Fin.le_castSucc_iff {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} {j : Fin n} :
    theorem Fin.castSucc_lt_iff_succ_le {n : Nat} {i : Fin n} {j : Fin (n + 1)} :
    @[simp]
    theorem Fin.succ_last (n : Nat) :
    @[simp]
    theorem Fin.succ_eq_last_succ {n : Nat} {i : Fin n.succ} :
    i.succ = last (n + 1) ↔ i = last n
    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_castLT {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) (h : ↑i < n) :
    (i.castLT h).castSucc = i
    @[simp]
    theorem Fin.castLT_castSucc {n : Nat} (a : Fin n) (h : ↑a < n) :
    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_lt_castSucc_iff {n : Nat} {a b : Fin n} :
    theorem Fin.castSucc_inj {n : Nat} {a b : Fin n} :
    theorem Fin.castSucc_lt_last {n : Nat} (a : Fin n) :
    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_zero {n : Nat} :
    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_one {n : Nat} :
    theorem Fin.castSucc_pos {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} (h : 0 < i) :

    castSucc i is positive when i is positive

    @[simp]
    theorem Fin.castSucc_eq_zero_iff {n : Nat} {a : Fin (n + 1)} :
    a.castSucc = 0 ↔ a = 0
    theorem Fin.castSucc_ne_zero_iff {n : Nat} {a : Fin (n + 1)} :
    @[simp]
    theorem Fin.coeSucc_eq_succ {n : Nat} {a : Fin n} :
    theorem Fin.lt_succ {n : Nat} {a : Fin n} :
    theorem Fin.exists_castSucc_eq {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} :
    (∃ (j : Fin n), j.castSucc = i) ↔ i ≠ last n
    @[simp]
    theorem Fin.coe_addNat {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    ↑(i.addNat m) = ↑i + m
    @[simp]
    theorem Fin.addNat_zero (n : Nat) (i : Fin n) :
    i.addNat 0 = i
    @[simp]
    theorem Fin.addNat_one {n : Nat} {i : Fin n} :
    i.addNat 1 = i.succ
    theorem Fin.le_coe_addNat {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    m ≤ ↑(i.addNat m)
    @[simp]
    theorem Fin.addNat_mk {m : Nat} (n i : Nat) (hi : i < m) :
    ⟨i, hi⟩.addNat n = ⟨i + n, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.cast_addNat_zero {n n' : Nat} (i : Fin n) (h : n + 0 = n') :
    Fin.cast h (i.addNat 0) = Fin.cast ⋯ i
    theorem Fin.addNat_cast {n n' m : Nat} (i : Fin n') (h : n' = n) :
    (Fin.cast h i).addNat m = Fin.cast ⋯ (i.addNat m)

    For rewriting in the reverse direction, see Fin.cast_addNat_left.

    theorem Fin.cast_addNat_left {n n' m : Nat} (i : Fin n') (h : n' + m = n + m) :
    Fin.cast h (i.addNat m) = (Fin.cast ⋯ i).addNat m
    @[simp]
    theorem Fin.cast_addNat_right {n m m' : Nat} (i : Fin n) (h : n + m' = n + m) :
    Fin.cast h (i.addNat m') = i.addNat m
    @[simp]
    theorem Fin.coe_natAdd (n : Nat) {m : Nat} (i : Fin m) :
    ↑(natAdd n i) = n + ↑i
    @[simp]
    theorem Fin.natAdd_mk {m : Nat} (n i : Nat) (hi : i < m) :
    natAdd n ⟨i, hi⟩ = ⟨n + i, ⋯⟩
    theorem Fin.le_coe_natAdd {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    m ≤ ↑(natAdd m i)
    @[simp]
    theorem Fin.natAdd_zero {n : Nat} :
    theorem Fin.natAdd_cast {n n' : Nat} (m : Nat) (i : Fin n') (h : n' = n) :
    natAdd m (Fin.cast h i) = Fin.cast ⋯ (natAdd m i)

    For rewriting in the reverse direction, see Fin.cast_natAdd_right.

    theorem Fin.cast_natAdd_right {n n' m : Nat} (i : Fin n') (h : m + n' = m + n) :
    Fin.cast h (natAdd m i) = natAdd m (Fin.cast ⋯ i)
    @[simp]
    theorem Fin.cast_natAdd_left {n m m' : Nat} (i : Fin n) (h : m' + n = m + n) :
    Fin.cast h (natAdd m' i) = natAdd m i
    theorem Fin.castAdd_natAdd (p m : Nat) {n : Nat} (i : Fin n) :
    castAdd p (natAdd m i) = Fin.cast ⋯ (natAdd m (castAdd p i))
    theorem Fin.natAdd_castAdd (p m : Nat) {n : Nat} (i : Fin n) :
    natAdd m (castAdd p i) = Fin.cast ⋯ (castAdd p (natAdd m i))
    theorem Fin.natAdd_natAdd (m n : Nat) {p : Nat} (i : Fin p) :
    natAdd m (natAdd n i) = Fin.cast ⋯ (natAdd (m + n) i)
    theorem Fin.cast_natAdd_zero {n n' : Nat} (i : Fin n) (h : 0 + n = n') :
    Fin.cast h (natAdd 0 i) = Fin.cast ⋯ i
    @[simp]
    theorem Fin.cast_natAdd (n : Nat) {m : Nat} (i : Fin m) :
    Fin.cast ⋯ (natAdd n i) = i.addNat n
    @[simp]
    theorem Fin.cast_addNat {n : Nat} (m : Nat) (i : Fin n) :
    Fin.cast ⋯ (i.addNat m) = natAdd m i
    @[simp]
    theorem Fin.natAdd_last {m n : Nat} :
    natAdd n (last m) = last (n + m)
    @[simp]
    theorem Fin.addNat_last {m : Nat} (n : Nat) :
    (last n).addNat m = Fin.cast ⋯ (last (n + m))
    theorem Fin.natAdd_castSucc {m n : Nat} {i : Fin m} :
    @[simp]
    theorem Fin.natAdd_eq_addNat (n : Nat) (i : Fin n) :
    natAdd n i = i.addNat n
    theorem Fin.rev_castAdd {n : Nat} (k : Fin n) (m : Nat) :
    (castAdd m k).rev = k.rev.addNat m
    theorem Fin.rev_addNat {n : Nat} (k : Fin n) (m : Nat) :
    (k.addNat m).rev = castAdd m k.rev
    theorem Fin.rev_castSucc {n : Nat} (k : Fin n) :
    theorem Fin.rev_succ {n : Nat} (k : Fin n) :

    pred #

    @[simp]
    theorem Fin.coe_pred {n : Nat} (j : Fin (n + 1)) (h : j ≠ 0) :
    ↑(j.pred h) = ↑j - 1
    @[simp]
    theorem Fin.succ_pred {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) (h : i ≠ 0) :
    (i.pred h).succ = i
    @[simp]
    theorem Fin.pred_succ {n : Nat} (i : Fin n) {h : i.succ ≠ 0} :
    i.succ.pred h = i
    theorem Fin.pred_eq_iff_eq_succ {n : Nat} {i : Fin (n + 1)} (hi : i ≠ 0) {j : Fin n} :
    i.pred hi = j ↔ i = j.succ
    theorem Fin.pred_mk_succ {n : Nat} (i : Nat) (h : i < n + 1) :
    ⟨i + 1, ⋯⟩.pred ⋯ = ⟨i, h⟩
    @[simp]
    theorem Fin.pred_mk_succ' {n : Nat} (i : Nat) (h₁ : i + 1 < n + 1 + 1) (h₂ : ⟨i + 1, h₁⟩ ≠ 0) :
    ⟨i + 1, h₁⟩.pred h₂ = ⟨i, ⋯⟩
    theorem Fin.pred_mk {n : Nat} (i : Nat) (h : i < n + 1) (w : ⟨i, h⟩ ≠ 0) :
    ⟨i, h⟩.pred w = ⟨i - 1, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.pred_le_pred_iff {n : Nat} {a b : Fin n.succ} {ha : a ≠ 0} {hb : b ≠ 0} :
    a.pred ha ≤ b.pred hb ↔ a ≤ b
    @[simp]
    theorem Fin.pred_lt_pred_iff {n : Nat} {a b : Fin n.succ} {ha : a ≠ 0} {hb : b ≠ 0} :
    a.pred ha < b.pred hb ↔ a < b
    @[simp]
    theorem Fin.pred_inj {n : Nat} {a b : Fin (n + 1)} {ha : a ≠ 0} {hb : b ≠ 0} :
    a.pred ha = b.pred hb ↔ a = b
    @[simp]
    theorem Fin.pred_one {n : Nat} :
    pred 1 ⋯ = 0
    theorem Fin.pred_add_one {n : Nat} (i : Fin (n + 2)) (h : ↑i < n + 1) :
    (i + 1).pred ⋯ = i.castLT h
    @[simp]
    theorem Fin.coe_subNat {n m : Nat} (i : Fin (n + m)) (h : m ≤ ↑i) :
    ↑(subNat m i h) = ↑i - m
    @[simp]
    theorem Fin.subNat_mk {n m i : Nat} (h₁ : i < n + m) (h₂ : m ≤ i) :
    subNat m ⟨i, h₁⟩ h₂ = ⟨i - m, ⋯⟩
    @[simp]
    theorem Fin.subNat_zero {n : Nat} (i : Fin n) (h : 0 ≤ ↑i) :
    subNat 0 i h = i
    @[simp]
    theorem Fin.subNat_one_succ {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) (h : 1 ≤ ↑i) :
    (subNat 1 i h).succ = i
    @[simp]
    theorem Fin.pred_castSucc_succ {n : Nat} (i : Fin n) :
    @[simp]
    theorem Fin.addNat_subNat {n m : Nat} {i : Fin (n + m)} (h : m ≤ ↑i) :
    (subNat m i h).addNat m = i
    @[simp]
    theorem Fin.subNat_addNat {n : Nat} (i : Fin n) (m : Nat) (h : m ≤ ↑(i.addNat m) := ⋯) :
    subNat m (i.addNat m) h = i
    @[simp]
    theorem Fin.natAdd_subNat_cast {n m : Nat} {i : Fin (n + m)} (h : n ≤ ↑i) :
    natAdd n (subNat n (Fin.cast ⋯ i) h) = i

    Recursion and induction principles #

    def Fin.succRec {motive : (n : Nat) → Fin n → Sort u_1} (zero : (n : Nat) → motive n.succ 0) (succ : (n : Nat) → (i : Fin n) → motive n i → motive n.succ i.succ) {n : Nat} (i : Fin n) :
    motive n i

    An induction principle for Fin that considers a given i : Fin n as given by a sequence of i applications of Fin.succ.

    The cases in the induction are:

    • zero demonstrates the motive for (0 : Fin (n + 1)) for all bounds n
    • succ demonstrates the motive for Fin.succ applied to an arbitrary Fin for an arbitrary bound n

    Unlike Fin.induction, the motive quantifies over the bound, and the bound varies at each inductive step. Fin.succRecOn is a version of this induction principle that takes the Fin argument first.

    Equations
    Instances For
      def Fin.succRecOn {n : Nat} (i : Fin n) {motive : (n : Nat) → Fin n → Sort u_1} (zero : (n : Nat) → motive (n + 1) 0) (succ : (n : Nat) → (i : Fin n) → motive n i → motive n.succ i.succ) :
      motive n i

      An induction principle for Fin that considers a given i : Fin n as given by a sequence of i applications of Fin.succ.

      The cases in the induction are:

      • zero demonstrates the motive for (0 : Fin (n + 1)) for all bounds n
      • succ demonstrates the motive for Fin.succ applied to an arbitrary Fin for an arbitrary bound n

      Unlike Fin.induction, the motive quantifies over the bound, and the bound varies at each inductive step. Fin.succRec is a version of this induction principle that takes the Fin argument last.

      Equations
      Instances For
        @[simp]
        theorem Fin.succRecOn_zero {motive : (n : Nat) → Fin n → Sort u_1} {zero : (n : Nat) → motive (n + 1) 0} {succ : (n : Nat) → (i : Fin n) → motive n i → motive n.succ i.succ} (n : Nat) :
        succRecOn 0 zero succ = zero n
        @[simp]
        theorem Fin.succRecOn_succ {motive : (n : Nat) → Fin n → Sort u_1} {zero : (n : Nat) → motive (n + 1) 0} {succ : (n : Nat) → (i : Fin n) → motive n i → motive n.succ i.succ} {n : Nat} (i : Fin n) :
        i.succ.succRecOn zero succ = succ n i (i.succRecOn zero succ)
        def Fin.induction {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (succ : (i : Fin n) → motive i.castSucc → motive i.succ) (i : Fin (n + 1)) :
        motive i

        Proves a statement by induction on the underlying Nat value in a Fin (n + 1).

        For the induction:

        • zero is the base case, demonstrating motive 0.
        • succ is the inductive step, assuming the motive for i : Fin n (lifted to Fin (n + 1) with Fin.castSucc) and demonstrating it for i.succ.

        Fin.inductionOn is a version of this induction principle that takes the Fin as its first parameter, Fin.cases is the corresponding case analysis operator, and Fin.reverseInduction is a version that starts at the greatest value instead of 0.

        Equations
        Instances For
          def Fin.induction.go {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (succ : (i : Fin n) → motive i.castSucc → motive i.succ) (i : Nat) (hi : i < n + 1) :
          motive ⟨i, hi⟩
          Equations
          Instances For
            @[simp]
            theorem Fin.induction_zero {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (hs : (i : Fin n) → motive i.castSucc → motive i.succ) :
            (fun (i : Fin (n + 1)) => induction zero hs i) 0 = zero
            @[simp]
            theorem Fin.induction_succ {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (succ : (i : Fin n) → motive i.castSucc → motive i.succ) (i : Fin n) :
            induction zero succ i.succ = succ i (induction zero succ i.castSucc)
            def Fin.inductionOn {n : Nat} (i : Fin (n + 1)) {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (succ : (i : Fin n) → motive i.castSucc → motive i.succ) :
            motive i

            Proves a statement by induction on the underlying Nat value in a Fin (n + 1).

            For the induction:

            • zero is the base case, demonstrating motive 0.
            • succ is the inductive step, assuming the motive for i : Fin n (lifted to Fin (n + 1) with Fin.castSucc) and demonstrating it for i.succ.

            Fin.induction is a version of this induction principle that takes the Fin as its last parameter.

            Equations
            Instances For
              def Fin.cases {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (zero : motive 0) (succ : (i : Fin n) → motive i.succ) (i : Fin (n + 1)) :
              motive i

              Proves a statement by cases on the underlying Nat value in a Fin (n + 1).

              The two cases are:

              • zero, used when the value is of the form (0 : Fin (n + 1))
              • succ, used when the value is of the form (j : Fin n).succ

              The corresponding induction principle is Fin.induction.

              Equations
              Instances For
                @[simp]
                theorem Fin.cases_zero {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {zero : motive 0} {succ : (i : Fin n) → motive i.succ} :
                cases zero succ 0 = zero
                @[simp]
                theorem Fin.cases_succ {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {zero : motive 0} {succ : (i : Fin n) → motive i.succ} (i : Fin n) :
                cases zero succ i.succ = succ i
                @[simp]
                theorem Fin.cases_succ' {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {zero : motive 0} {succ : (i : Fin n) → motive i.succ} {i : Nat} (h : i + 1 < n + 1) :
                cases zero succ ⟨i.succ, h⟩ = succ ⟨i, ⋯⟩
                theorem Fin.forall_fin_succ {n : Nat} {P : Fin (n + 1) → Prop} :
                (∀ (i : Fin (n + 1)), P i) ↔ P 0 ∧ ∀ (i : Fin n), P i.succ
                theorem Fin.exists_fin_succ {n : Nat} {P : Fin (n + 1) → Prop} :
                (∃ (i : Fin (n + 1)), P i) ↔ P 0 ∨ ∃ (i : Fin n), P i.succ
                theorem Fin.forall_fin_one {p : Fin 1 → Prop} :
                (∀ (i : Fin 1), p i) ↔ p 0
                theorem Fin.exists_fin_one {p : Fin 1 → Prop} :
                (∃ (i : Fin 1), p i) ↔ p 0
                theorem Fin.forall_fin_two {p : Fin 2 → Prop} :
                (∀ (i : Fin 2), p i) ↔ p 0 ∧ p 1
                theorem Fin.exists_fin_two {p : Fin 2 → Prop} :
                (∃ (i : Fin 2), p i) ↔ p 0 ∨ p 1
                theorem Fin.fin_two_eq_of_eq_zero_iff {a b : Fin 2} :
                (a = 0 ↔ b = 0) → a = b
                @[irreducible]
                def Fin.reverseInduction {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (last : motive (last n)) (cast : (i : Fin n) → motive i.succ → motive i.castSucc) (i : Fin (n + 1)) :
                motive i

                Proves a statement by reverse induction on the underlying Nat value in a Fin (n + 1).

                For the induction:

                • last is the base case, demonstrating motive (Fin.last n).
                • cast is the inductive step, assuming the motive for (j : Fin n).succ and demonstrating it for the predecessor j.castSucc.

                Fin.induction is the non-reverse induction principle.

                Equations
                Instances For
                  @[simp]
                  theorem Fin.reverseInduction_last {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {zero : motive (last n)} {succ : (i : Fin n) → motive i.succ → motive i.castSucc} :
                  reverseInduction zero succ (last n) = zero
                  @[simp]
                  theorem Fin.reverseInduction_castSucc {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {zero : motive (last n)} {succ : (i : Fin n) → motive i.succ → motive i.castSucc} (i : Fin n) :
                  reverseInduction zero succ i.castSucc = succ i (reverseInduction zero succ i.succ)
                  def Fin.lastCases {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} (last : motive (last n)) (cast : (i : Fin n) → motive i.castSucc) (i : Fin (n + 1)) :
                  motive i

                  Proves a statement by cases on the underlying Nat value in a Fin (n + 1), checking whether the value is the greatest representable or a predecessor of some other.

                  The two cases are:

                  • last, used when the value is Fin.last n
                  • cast, used when the value is of the form (j : Fin n).succ

                  The corresponding induction principle is Fin.reverseInduction.

                  Equations
                  Instances For
                    @[simp]
                    theorem Fin.lastCases_last {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {last : motive (last n)} {cast : (i : Fin n) → motive i.castSucc} :
                    lastCases last cast (Fin.last n) = last
                    @[simp]
                    theorem Fin.lastCases_castSucc {n : Nat} {motive : Fin (n + 1) → Sort u_1} {last : motive (last n)} {cast : (i : Fin n) → motive i.castSucc} (i : Fin n) :
                    lastCases last cast i.castSucc = cast i
                    def Fin.addCases {m n : Nat} {motive : Fin (m + n) → Sort u} (left : (i : Fin m) → motive (castAdd n i)) (right : (i : Fin n) → motive (natAdd m i)) (i : Fin (m + n)) :
                    motive i

                    A case analysis operator for i : Fin (m + n) that separately handles the cases where i < m and where m ≤ i < m + n.

                    The first case, where i < m, is handled by left. In this case, i can be represented as Fin.castAdd n (j : Fin m).

                    The second case, where m ≤ i < m + n, is handled by right. In this case, i can be represented as Fin.natAdd m (j : Fin n).

                    Equations
                    Instances For
                      @[simp]
                      theorem Fin.addCases_left {m n : Nat} {motive : Fin (m + n) → Sort u_1} {left : (i : Fin m) → motive (castAdd n i)} {right : (i : Fin n) → motive (natAdd m i)} (i : Fin m) :
                      addCases left right (castAdd n i) = left i
                      @[simp]
                      theorem Fin.addCases_right {m n : Nat} {motive : Fin (m + n) → Sort u_1} {left : (i : Fin m) → motive (castAdd n i)} {right : (i : Fin n) → motive (natAdd m i)} (i : Fin n) :
                      addCases left right (natAdd m i) = right i

                      add #

                      theorem Fin.ofNat'_add {n : Nat} [NeZero n] (x : Nat) (y : Fin n) :
                      Fin.ofNat' n x + y = Fin.ofNat' n (x + ↑y)
                      theorem Fin.add_ofNat' {n : Nat} [NeZero n] (x : Fin n) (y : Nat) :
                      x + Fin.ofNat' n y = Fin.ofNat' n (↑x + y)

                      sub #

                      theorem Fin.coe_sub {n : Nat} (a b : Fin n) :
                      ↑(a - b) = (n - ↑b + ↑a) % n
                      theorem Fin.ofNat'_sub {n : Nat} [NeZero n] (x : Nat) (y : Fin n) :
                      Fin.ofNat' n x - y = Fin.ofNat' n (n - ↑y + x)
                      theorem Fin.sub_ofNat' {n : Nat} [NeZero n] (x : Fin n) (y : Nat) :
                      x - Fin.ofNat' n y = Fin.ofNat' n (n - y % n + ↑x)
                      @[simp]
                      theorem Fin.sub_self {n : Nat} [NeZero n] {x : Fin n} :
                      x - x = 0
                      theorem Fin.coe_sub_iff_le {n : Nat} {a b : Fin n} :
                      ↑(a - b) = ↑a - ↑b ↔ b ≤ a
                      theorem Fin.sub_val_of_le {n : Nat} {a b : Fin n} :
                      b ≤ a → ↑(a - b) = ↑a - ↑b
                      theorem Fin.coe_sub_iff_lt {n : Nat} {a b : Fin n} :
                      ↑(a - b) = n + ↑a - ↑b ↔ a < b

                      mul #

                      theorem Fin.val_mul {n : Nat} (a b : Fin n) :
                      ↑(a * b) = ↑a * ↑b % n
                      theorem Fin.coe_mul {n : Nat} (a b : Fin n) :
                      ↑(a * b) = ↑a * ↑b % n
                      theorem Fin.mul_one {n : Nat} (k : Fin (n + 1)) :
                      k * 1 = k
                      theorem Fin.mul_comm {n : Nat} (a b : Fin n) :
                      a * b = b * a
                      instance Fin.instCommutativeHMul {n : Nat} :
                      Std.Commutative fun (x1 x2 : Fin n) => x1 * x2
                      theorem Fin.mul_assoc {n : Nat} (a b c : Fin n) :
                      a * b * c = a * (b * c)
                      instance Fin.instAssociativeHMul {n : Nat} :
                      Std.Associative fun (x1 x2 : Fin n) => x1 * x2
                      theorem Fin.one_mul {n : Nat} (k : Fin (n + 1)) :
                      1 * k = k
                      instance Fin.instLawfulIdentityHAddNatOfNatHMul {n : Nat} :
                      Std.LawfulIdentity (fun (x1 x2 : Fin (n + 1)) => x1 * x2) 1
                      theorem Fin.mul_zero {n : Nat} (k : Fin (n + 1)) :
                      k * 0 = 0
                      theorem Fin.zero_mul {n : Nat} (k : Fin (n + 1)) :
                      0 * k = 0