Beweis von Theorem 24

Es gelten die allgemeinen Vorbemerkungen.

(1) Axiom 1 ∀a: ¬Sa=0
(2) Axiom 2 ∀a: (a+0)=a
(3) Axiom 3 ∀a: ∀b: (a+Sb)=S(a+b)
(4) Spezialisierung (3) aa ∀b: (a+Sb)=S(a+b)
(5) Spezialisierung (4) bb (a+Sb)=S(a+b)
(6) Spezialisierung (2) aa (a+0)=a
(7) Spezialisierung (2) ab (b+0)=b
(8) Symmetrie (6) a=(a+0)
(9) Transitivität (8), (6) a=a
(10) Verallgemeinerung (9) nach a ∀a: a=a
(11) Spezialisierung (10) a0 0=0
(12) Spezialisierung (10) aSc Sc=Sc
(13) Spezialisierung (4) bc (a+Sc)=S(a+c)
(14) Verallgemeinerung (13) nach a ∀a: (a+Sc)=S(a+c)
(15) Spezialisierung (14) ab (b+Sc)=S(b+c)
(16) Spezialisierung (3) aSa ∀b: (Sa+Sb)=S(Sa+b)
(17) Spezialisierung (16) bb (Sa+Sb)=S(Sa+b)
(18) Spezialisierung (3) a0 ∀b: (0+Sb)=S(0+b)
(19) Spezialisierung (18) ba (0+Sa)=S(0+a)
(20) Spezialisierung (4) bSd (a+SSd)=S(a+Sd)
(21) Verallgemeinerung (20) nach a ∀a: (a+SSd)=S(a+Sd)
(22) Spezialisierung (21) ab (b+SSd)=S(b+Sd)
(23) Spezialisierung (1) ad ¬Sd=0
(24) Spezialisierung (2) aSa (Sa+0)=Sa
(25) S hinzufügen (8) Sa=S(a+0)
(26) Transitivität (24), (25) (Sa+0)=S(a+0)
(27) Hypothese  (Sa+b)=S(a+b)
(28) Übernahme (17)  (Sa+Sb)=S(Sa+b)
(29) S hinzufügen (27)  S(Sa+b)=SS(a+b)
(30) Transitivität (28), (29)  (Sa+Sb)=SS(a+b)
(31) Übernahme (5)  (a+Sb)=S(a+b)
(32) S hinzufügen (31)  S(a+Sb)=SS(a+b)
(33) Symmetrie (32)  SS(a+b)=S(a+Sb)
(34) Transitivität (30), (33)  (Sa+Sb)=S(a+Sb)
(35) Konklusion (27), (34) <(Sa+b)=S(a+b) ⇒ (Sa+Sb)=S(a+Sb)>
(36) Verallgemeinerung (35) nach b ∀b: <(Sa+b)=S(a+b) ⇒ (Sa+Sb)=S(a+Sb)>
(37) Induktion (26), (36) ∀b: (Sa+b)=S(a+b)
(38) Spezialisierung (37) bc (Sa+c)=S(a+c)
(39) Verallgemeinerung (38) nach a ∀a: (Sa+c)=S(a+c)
(40) Spezialisierung (39) ab (Sb+c)=S(b+c)
(41) Verallgemeinerung (40) nach c ∀c: (Sb+c)=S(b+c)
(42) Spezialisierung (41) ca (Sb+a)=S(b+a)
(43) Spezialisierung (41) cSd (Sb+Sd)=S(b+Sd)
(44) Spezialisierung (2) a0 (0+0)=0
(45) Hypothese  (0+a)=a
(46) Übernahme (19)  (0+Sa)=S(0+a)
(47) S hinzufügen (45)  S(0+a)=Sa
(48) Transitivität (46), (47)  (0+Sa)=Sa
(49) Konklusion (45), (48) <(0+a)=a ⇒ (0+Sa)=Sa>
(50) Verallgemeinerung (49) nach a ∀a: <(0+a)=a ⇒ (0+Sa)=Sa>
(51) Induktion (44), (50) ∀a: (0+a)=a
(52) Spezialisierung (51) ab (0+b)=b
(53) Spezialisierung (51) aa (0+a)=a
(54) Symmetrie (53) a=(0+a)
(55) Transitivität (6), (54) (a+0)=(0+a)
(56) Hypothese  (a+b)=(b+a)
(57) Übernahme (5)  (a+Sb)=S(a+b)
(58) Übernahme (42)  (Sb+a)=S(b+a)
(59) Symmetrie (58)  S(b+a)=(Sb+a)
(60) S hinzufügen (56)  S(a+b)=S(b+a)
(61) Transitivität (57), (60)  (a+Sb)=S(b+a)
(62) Transitivität (61), (59)  (a+Sb)=(Sb+a)
(63) Konklusion (56), (62) <(a+b)=(b+a) ⇒ (a+Sb)=(Sb+a)>
(64) Verallgemeinerung (63) nach b ∀b: <(a+b)=(b+a) ⇒ (a+Sb)=(Sb+a)>
(65) Induktion (55), (64) ∀b: (a+b)=(b+a)
(66) Spezialisierung (65) bc (a+c)=(c+a)
(67) Hypothese  (a+0)=(b+0)
(68) Übernahme (7)  (b+0)=b
(69) Übernahme (8)  a=(a+0)
(70) Transitivität (69), (67)  a=(b+0)
(71) Transitivität (70), (68)  a=b
(72) Konklusion (67), (71) <(a+0)=(b+0) ⇒ a=b>
(73) Hypothese  <(a+c)=(b+c) ⇒ a=b>
(74) Hypothese   (a+Sc)=(b+Sc)
(75) Übernahme (13)   (a+Sc)=S(a+c)
(76) Übernahme (15)   (b+Sc)=S(b+c)
(77) Transitivität (74), (76)   (a+Sc)=S(b+c)
(78) Symmetrie (75)   S(a+c)=(a+Sc)
(79) Transitivität (78), (77)   S(a+c)=S(b+c)
(80) S entfernen (79)   (a+c)=(b+c)
(81) Übernahme (73)   <(a+c)=(b+c) ⇒ a=b>
(82) Modus ponens (81), (80)   a=b
(83) Konklusion (74), (82)  <(a+Sc)=(b+Sc) ⇒ a=b>
(84) Konklusion (73), (83) <<(a+c)=(b+c) ⇒ a=b> ⇒ <(a+Sc)=(b+Sc) ⇒ a=b>>
(85) Verallgemeinerung (84) nach c ∀c: <<(a+c)=(b+c) ⇒ a=b> ⇒ <(a+Sc)=(b+Sc) ⇒ a=b>>
(86) Induktion (72), (85) ∀c: <(a+c)=(b+c) ⇒ a=b>
(87) Verallgemeinerung (86) nach b ∀b: ∀c: <(a+c)=(b+c) ⇒ a=b>
(88) Spezialisierung (87) b0 ∀c: <(a+c)=(0+c) ⇒ a=0>
(89) Spezialisierung (88) cb <(a+b)=(0+b) ⇒ a=0>
(90) Hypothese  (a+b)=b
(91) Übernahme (52)  (0+b)=b
(92) Symmetrie (91)  b=(0+b)
(93) Transitivität (90), (92)  (a+b)=(0+b)
(94) Übernahme (89)  <(a+b)=(0+b) ⇒ a=0>
(95) Modus ponens (94), (93)  a=0
(96) Konklusion (90), (95) <(a+b)=b ⇒ a=0>
(97) Verallgemeinerung (96) nach b ∀b: <(a+b)=b ⇒ a=0>
(98) Spezialisierung (97) bSb <(a+Sb)=Sb ⇒ a=0>
(99) Verallgemeinerung (98) nach a ∀a: <(a+Sb)=Sb ⇒ a=0>
(100) Spezialisierung (99) aSd <(Sd+Sb)=Sb ⇒ Sd=0>
(101) Spezialisierung (65) bSd (a+Sd)=(Sd+a)
(102) Verallgemeinerung (101) nach a ∀a: (a+Sd)=(Sd+a)
(103) Spezialisierung (102) aSb (Sb+Sd)=(Sd+Sb)
(104) Hypothese  (Sb+Sd)=Sb
(105) Übernahme (103)  (Sb+Sd)=(Sd+Sb)
(106) Symmetrie (105)  (Sd+Sb)=(Sb+Sd)
(107) Transitivität (106), (104)  (Sd+Sb)=Sb
(108) Übernahme (100)  <(Sd+Sb)=Sb ⇒ Sd=0>
(109) Modus ponens (108), (107)  Sd=0
(110) Konklusion (104), (109) <(Sb+Sd)=Sb ⇒ Sd=0>
(111) Hypothese  a=b
(112) Übernahme (6)  (a+0)=a
(113) Übernahme (7)  (b+0)=b
(114) Symmetrie (113)  b=(b+0)
(115) Transitivität (112), (111)  (a+0)=b
(116) Transitivität (115), (114)  (a+0)=(b+0)
(117) Konklusion (111), (116) <a=b ⇒ (a+0)=(b+0)>
(118) Hypothese  <a=b ⇒ (a+c)=(b+c)>
(119) Hypothese   a=b
(120) Übernahme (118)   <a=b ⇒ (a+c)=(b+c)>
(121) Modus ponens (120), (119)   (a+c)=(b+c)
(122) S hinzufügen (121)   S(a+c)=S(b+c)
(123) Übernahme (13)   (a+Sc)=S(a+c)
(124) Übernahme (15)   (b+Sc)=S(b+c)
(125) Symmetrie (124)   S(b+c)=(b+Sc)
(126) Transitivität (123), (122)   (a+Sc)=S(b+c)
(127) Transitivität (126), (125)   (a+Sc)=(b+Sc)
(128) Konklusion (119), (127)  <a=b ⇒ (a+Sc)=(b+Sc)>
(129) Konklusion (118), (128) <<a=b ⇒ (a+c)=(b+c)> ⇒ <a=b ⇒ (a+Sc)=(b+Sc)>>
(130) Verallgemeinerung (129) nach c ∀c: <<a=b ⇒ (a+c)=(b+c)> ⇒ <a=b ⇒ (a+Sc)=(b+Sc)>>
(131) Induktion (117), (130) ∀c: <a=b ⇒ (a+c)=(b+c)>
(132) Spezialisierung (131) cd <a=b ⇒ (a+d)=(b+d)>
(133) Verallgemeinerung (132) nach a ∀a: <a=b ⇒ (a+d)=(b+d)>
(134) Spezialisierung (133) ac <c=b ⇒ (c+d)=(b+d)>
(135) Verallgemeinerung (134) nach b ∀b: <c=b ⇒ (c+d)=(b+d)>
(136) Spezialisierung (135) b0 <c=0 ⇒ (c+d)=(0+d)>
(137) Verallgemeinerung (136) nach d ∀d: <c=0 ⇒ (c+d)=(0+d)>
(138) Spezialisierung (137) da <c=0 ⇒ (c+a)=(0+a)>
(139) Hypothese  c=0
(140) Übernahme (138)  <c=0 ⇒ (c+a)=(0+a)>
(141) Modus ponens (140), (139)  (c+a)=(0+a)
(142) Übernahme (66)  (a+c)=(c+a)
(143) Übernahme (53)  (0+a)=a
(144) Transitivität (142), (141)  (a+c)=(0+a)
(145) Transitivität (144), (143)  (a+c)=a
(146) Konklusion (139), (145) <c=0 ⇒ (a+c)=a>
(147) Spezialisierung (135) bSe <c=Se ⇒ (c+d)=(Se+d)>
(148) Verallgemeinerung (147) nach d ∀d: <c=Se ⇒ (c+d)=(Se+d)>
(149) Spezialisierung (148) da <c=Se ⇒ (c+a)=(Se+a)>
(150) Spezialisierung (65) bSe (a+Se)=(Se+a)
(151) Symmetrie (150) (Se+a)=(a+Se)
(152) Hypothese  Se=c
(153) Symmetrie (152)  c=Se
(154) Übernahme (149)  <c=Se ⇒ (c+a)=(Se+a)>
(155) Modus ponens (154), (153)  (c+a)=(Se+a)
(156) Übernahme (66)  (a+c)=(c+a)
(157) Übernahme (151)  (Se+a)=(a+Se)
(158) Transitivität (156), (155)  (a+c)=(Se+a)
(159) Transitivität (158), (157)  (a+c)=(a+Se)
(160) Symmetrie (159)  (a+Se)=(a+c)
(161) Konklusion (152), (160) <Se=c ⇒ (a+Se)=(a+c)>
(162) Hypothese  ∀e: ¬Se=0
(163) Übernahme (11)  0=0
(164) Konklusion (162), (163) <∀e: ¬Se=0 ⇒ 0=0>
(165) Hypothese  <∀e: ¬Se=c ⇒ c=0>
(166) Hypothese   ∀e: ¬Se=Sc
(167) Spezialisierung (166) ec   ¬Sc=Sc
(168) Hypothese    ¬Sc=0
(169) Übernahme (12)    Sc=Sc
(170) Konklusion (168), (169)   <¬Sc=0 ⇒ Sc=Sc>
(171) Kontraposition (170)   <¬Sc=Sc ⇒ ¬¬Sc=0>
(172) Modus ponens (171), (167)   ¬¬Sc=0
(173) Doppelte Negation (172)   Sc=0
(174) Konklusion (166), (173)  <∀e: ¬Se=Sc ⇒ Sc=0>
(175) Konklusion (165), (174) <<∀e: ¬Se=c ⇒ c=0> ⇒ <∀e: ¬Se=Sc ⇒ Sc=0>>
(176) Verallgemeinerung (175) nach c ∀c: <<∀e: ¬Se=c ⇒ c=0> ⇒ <∀e: ¬Se=Sc ⇒ Sc=0>>
(177) Induktion (164), (176) ∀c: <∀e: ¬Se=c ⇒ c=0>
(178) Spezialisierung (177) cc <∀e: ¬Se=c ⇒ c=0>
(179) Hypothese  ∀d: ¬(b+Sd)=Sa
(180) Spezialisierung (179) dSd  ¬(b+SSd)=Sa
(181) Hypothese   (Sb+Sd)=Sa
(182) Übernahme (43)   (Sb+Sd)=S(b+Sd)
(183) Symmetrie (182)   S(b+Sd)=(Sb+Sd)
(184) Übernahme (22)   (b+SSd)=S(b+Sd)
(185) Transitivität (184), (183)   (b+SSd)=(Sb+Sd)
(186) Transitivität (185), (181)   (b+SSd)=Sa
(187) Konklusion (181), (186)  <(Sb+Sd)=Sa ⇒ (b+SSd)=Sa>
(188) Kontraposition (187)  <¬(b+SSd)=Sa ⇒ ¬(Sb+Sd)=Sa>
(189) Modus ponens (188), (180)  ¬(Sb+Sd)=Sa
(190) Verallgemeinerung (189) nach d  ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa
(191) Konklusion (179), (190) <∀d: ¬(b+Sd)=Sa ⇒ ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>
(192) Hypothese  a=b
(193) Hypothese   (Sb+Sd)=Sa
(194) Übernahme (192)   a=b
(195) S hinzufügen (194)   Sa=Sb
(196) Transitivität (193), (195)   (Sb+Sd)=Sb
(197) Übernahme (110)   <(Sb+Sd)=Sb ⇒ Sd=0>
(198) Modus ponens (197), (196)   Sd=0
(199) Konklusion (193), (198)  <(Sb+Sd)=Sa ⇒ Sd=0>
(200) Kontraposition (199)  <¬Sd=0 ⇒ ¬(Sb+Sd)=Sa>
(201) Übernahme (23)  ¬Sd=0
(202) Modus ponens (200), (201)  ¬(Sb+Sd)=Sa
(203) Verallgemeinerung (202) nach d  ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa
(204) Konklusion (192), (203) <a=b ⇒ ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>
(205) Hypothese  ¬a=b
(206) Hypothese   ∀c: ¬(a+Sc)=b
(207) Spezialisierung (206) ce   ¬(a+Se)=b
(208) Hypothese    (a+Sc)=Sb
(209) Übernahme (13)    (a+Sc)=S(a+c)
(210) Symmetrie (209)    S(a+c)=(a+Sc)
(211) Transitivität (210), (208)    S(a+c)=Sb
(212) S entfernen (211)    (a+c)=b
(213) Hypothese     Se=c
(214) Übernahme (161)     <Se=c ⇒ (a+Se)=(a+c)>
(215) Modus ponens (214), (213)     (a+Se)=(a+c)
(216) Übernahme (212)     (a+c)=b
(217) Transitivität (215), (216)     (a+Se)=b
(218) Konklusion (213), (217)    <Se=c ⇒ (a+Se)=b>
(219) Kontraposition (218)    <¬(a+Se)=b ⇒ ¬Se=c>
(220) Übernahme (207)    ¬(a+Se)=b
(221) Modus ponens (219), (220)    ¬Se=c
(222) Verallgemeinerung (221) nach e    ∀e: ¬Se=c
(223) Übernahme (178)    <∀e: ¬Se=c ⇒ c=0>
(224) Modus ponens (223), (222)    c=0
(225) Übernahme (146)    <c=0 ⇒ (a+c)=a>
(226) Modus ponens (225), (224)    (a+c)=a
(227) S hinzufügen (226)    S(a+c)=Sa
(228) Transitivität (209), (227)    (a+Sc)=Sa
(229) Symmetrie (228)    Sa=(a+Sc)
(230) Transitivität (229), (208)    Sa=Sb
(231) S entfernen (230)    a=b
(232) Konklusion (208), (231)   <(a+Sc)=Sb ⇒ a=b>
(233) Kontraposition (232)   <¬a=b ⇒ ¬(a+Sc)=Sb>
(234) Übernahme (205)   ¬a=b
(235) Modus ponens (233), (234)   ¬(a+Sc)=Sb
(236) Verallgemeinerung (235) nach c   ∀c: ¬(a+Sc)=Sb
(237) Konklusion (206), (236)  <∀c: ¬(a+Sc)=b ⇒ ∀c: ¬(a+Sc)=Sb>
(238) Konklusion (205), (237) <¬a=b ⇒ <∀c: ¬(a+Sc)=b ⇒ ∀c: ¬(a+Sc)=Sb>>
(239) Hypothese  <¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb∧¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>
(240) Abtrennung I (239)  ¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb
(241) Abtrennung II (239)  ¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa
(242) Übernahme (191)  <∀d: ¬(b+Sd)=Sa ⇒ ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>
(243) Kontraposition (242)  <¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa ⇒ ¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa>
(244) Modus ponens (243), (241)  ¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa
(245) Übernahme (204)  <a=b ⇒ ∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>
(246) Kontraposition (245)  <¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa ⇒ ¬a=b>
(247) Modus ponens (246), (241)  ¬a=b
(248) Übernahme (238)  <¬a=b ⇒ <∀c: ¬(a+Sc)=b ⇒ ∀c: ¬(a+Sc)=Sb>>
(249) Modus ponens (248), (247)  <∀c: ¬(a+Sc)=b ⇒ ∀c: ¬(a+Sc)=Sb>
(250) Kontraposition (249)  <¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb ⇒ ¬∀c: ¬(a+Sc)=b>
(251) Modus ponens (250), (240)  ¬∀c: ¬(a+Sc)=b
(252) Konjunktion (251), (244)  <¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa>
(253) Konklusion (239), (252) <<¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb∧¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa> ⇒ <¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa>>
(254) Kontraposition (253) <¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa> ⇒ ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb∧¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>>
(255) Verallgemeinerung (254) nach b ∀b: <¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa> ⇒ ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=Sb∧¬∀d: ¬(Sb+Sd)=Sa>>
(256) Hypothese  (a+Sc)=0
(257) Übernahme (13)  (a+Sc)=S(a+c)
(258) Symmetrie (257)  S(a+c)=(a+Sc)
(259) Transitivität (258), (256)  S(a+c)=0
(260) Konklusion (256), (259) <(a+Sc)=0 ⇒ S(a+c)=0>
(261) Kontraposition (260) <¬S(a+c)=0 ⇒ ¬(a+Sc)=0>
(262) Spezialisierung (1) a(a+c) ¬S(a+c)=0
(263) Modus ponens (261), (262) ¬(a+Sc)=0
(264) Verallgemeinerung (263) nach c ∀c: ¬(a+Sc)=0
(265) Doppelte Negation (264) ¬¬∀c: ¬(a+Sc)=0
(266) Hypothese  <¬∀c: ¬(a+Sc)=0∧¬∀d: ¬(0+Sd)=Sa>
(267) Abtrennung I (266)  ¬∀c: ¬(a+Sc)=0
(268) Konklusion (266), (267) <<¬∀c: ¬(a+Sc)=0∧¬∀d: ¬(0+Sd)=Sa> ⇒ ¬∀c: ¬(a+Sc)=0>
(269) Kontraposition (268) <¬¬∀c: ¬(a+Sc)=0 ⇒ ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=0∧¬∀d: ¬(0+Sd)=Sa>>
(270) Modus ponens (269), (265) ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=0∧¬∀d: ¬(0+Sd)=Sa>
(271) Induktion (270), (255) ∀b: ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa>
(272) Verallgemeinerung (271) nach a ∀a: ∀b: ¬<¬∀c: ¬(a+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=Sa>
(273) Spezialisierung (272) aSSSS0 ∀b: ¬<¬∀c: ¬(SSSS0+Sc)=b∧¬∀d: ¬(b+Sd)=SSSSS0>

Interpretation:

Es gibt keine Zahl zwischen 4 und 5 (direkt aus den Axiomen gezeigt)

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