Theorem.
确定性
Theorem. 确定性
对 一步规约 定义的关系 , 若 且 ,则 .
证明采用分类讨论(也称分情形讨论):穷尽所有可能情形并逐一论证. 由于 是最小关系,任何推导的最后一步只能出自那十条规则,因此只需按这十条规则分类即可穷尽所有情况,无需枚举无穷多个词项. 下面覆盖这十种情形,对称或重复的论证合并说明; 每个情形里,再按结论左边的形状排除不匹配的规则,检查第二个推导剩下的候选规则.
具体地,对 作规则归纳( 规则归纳法 ), 要证的性质是“对任意 , 蕴涵 ”. “任意 ”必须写进性质里,否则 归纳假设 只能用于某个固定的 ,在 E-If 情形就不够用. 每个情形里,再看 的推导最后一步可能是哪条规则: 它的结论左边必须和 形状相同.
对 E-IfTrue,,. 第二个推导若是 E-IfTrue,则 ; 条件为 ,排除了要求条件为 的 E-IfFalse; 值不可规约 又排除了要求 的 E-If. E-IfFalse 与上一条对称. 对 E-If,前提为 ;由于 能规约,由 值不可规约 知它不可能等于 或 ,从而排除 E-IfTrue 与 E-IfFalse,第二个推导只能是 E-If(前提 ),由 归纳假设 得 ,于是 .
对 E-Succ,左边形如 的规则只有 E-Succ,由 归纳假设 即得. 对 E-PredZero,;E-PredSucc 要求 后面是 ,不适用;E-Pred 要求 能规约,与 值不可规约 矛盾,所以只能是 E-PredZero,. 对 E-PredSucc, t = pred (succ nv);E-PredZero 不适用,E-Pred 要求值 succ nv 能规约而矛盾,所以只能是 E-PredSucc,结果相同. 对 E-Pred,前提为 ;由 值不可规约 知 不属于值,而 E-PredZero 与 E-PredSucc 分别要求 为值 或 succ nv,故都不适用,剩下 E-Pred,用 归纳假设 . E-IsZeroZero、E-IsZeroSucc、E-IsZero 与 的三条一一对应,论证相同.