Lemma. 深度小于大小

对 词项的集合 中的所有有限项 𝑡, 采用 大小与深度 的函数定义, 有 depth( 𝑡 )<size( 𝑡 ).

Proof.

按 结构归纳原理 对 𝑡 作结构归纳. 若 𝑡 是常量,则 depth( 𝑡 )=0<1=size( 𝑡 ). 若 𝑡= succ 𝑡 1(pred、iszero 完全相同), 归纳假设 是 depth( 𝑡 1 )<size( 𝑡 1 ),两边加一即得 depth( 𝑡 )<size( 𝑡 ). 若 𝑡= if 𝑡 1 then 𝑡 2 else 𝑡 3,设 𝑡 𝑖 是三个子项中深度最大的,由 归纳假设 得

depth( 𝑡 )=depth( 𝑡 𝑖 )+1<size( 𝑡 𝑖 )+1≤size( 𝑡 1 )+size( 𝑡 2 )+size( 𝑡 3 )+1=size( 𝑡 )

其中 ≤ 用到了每个子项的大小都至少为 1.
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