// Mart Lubbers, s4109503 // Camil Staps, s4498062 Zij gegeven: :: BTree a = Tip a | Bin (BTree a) (BTree a) map :: (a -> b) [a] -> [b] map f [] = [] (1.) map f [x:xs] = [f x : map f xs] (2.) mapbtree :: (a -> b) (BTree a) -> BTree b mapbtree f (Tip a) = Tip (f a) (3.) mapbtree f (Bin t1 t2) = Bin (mapbtree f t1) (mapbtree f t2) (4.) foldbtree :: (a a -> a) (BTree a) -> a foldbtree f (Tip x) = x (5.) foldbtree f (Bin t1 t2) = f (foldbtree f t1) (foldbtree f t2) (6.) tips :: (BTree a) -> [a] tips t = foldbtree (++) (mapbtree unit t) (7.) unit :: a -> [a] unit x = [x] (8.) Te bewijzen: voor alle functies f, voor alle eindige bomen t: map f (tips t) = tips (mapbtree f t) Bewijs: Met inductie over t. Inductiebasis: stel t = Tip a. Dan hebben we: map f (tips t) // definitie tips (7) = map f (foldbtree (++) (mapbtree unit t)) // aanname t = Tip a = map f (foldbtree (++) (mapbtree unit (Tip a))) // definitie mapbtree (3) = map f (foldbtree (++) (Tip unit a)) // definitie foldbtree (5) = map f (unit a) // definitie unit (8) = map f [a] // herschrijven lijst = map f [a:[]] // definitie map (2) = [f a : map f []] // definitie map (1) = [f a : []] // herschrijven lijst = [f a] // definitie unit (8) = unit (f a) // definitie foldbtree (5) = foldbtree (++) (Tip (unit (f a))) // definitie mapbtree (3) = foldbtree (++) (mapbtree unit (Tip (f a))) // definitie tips (7) = tips (Tip (f a)) // definitie mapbtree (3) = tips (mapbtree f (Tip a)) // aanname t = Tip a = tips (mapbtree f t) Dus de stelling geldt voor t = Tip a. Inductiestap: laten we aannemen dat map f (tips t) = tips (mapbtree f t) voor alle f en zekere t=t1,t=t2 (inductiehypothese). Dan hebben we: map f (tips (Bin t1 t2)) // definitie tips (7) = map f (foldbtree (++) (mapbtree unit (Bin t1 t2))) // definitie mapbtree (4) = map f (foldbtree (++) (Bin (mapbtree unit t1) (mapbtree unit t2))) // definitie foldbtree (6) = map f ((++) (foldbtree (++) (mapbtree unit t1)) (foldbtree (++) (mapbtree unit t2))) // definitie tips (7) = map f ((++) (tips t1) (tips t2)) // 9.4.1 = (map f (tips t1)) ++ (map f (tips t2)) // inductiehypothese = (tips (mapbtree f t1)) ++ (tips (mapbtree f t2)) // definitie tips (7) = (foldbtree (++) (mapbtree unit (f t1))) ++ (foldbtree (++) (mapbtree unit (f t2))) // herschrijven infixnotatie = (++) (foldbtree (++) (mapbtree unit (f t1))) (foldbtree (++) (mapbtree unit (f t2))) // definitie foldbtree (6) = foldbtree (++) (Bin (mapbtree unit (f t1)) (mapbtree unit (f t2))) // definitie mapbtree (4) = foldbtree (++) (mapbtree unit (Bin (mapbtree f t1) (mapbtree f t2))) // definitie tips (7) = tips (Bin (mapbtree f t1) (mapbtree f t2)) // definitie mapbtree (4) = tips (mapbtree f (Bin t1 t2)) Conclusie: We hebben laten zien dat de stelling geldt voor elke f met t = Tip a. Vervolgens hebben we laten zien dat als de stelling geldt voor elke f met t=t1 of t=t2, de stelling óók geldt voor elke f met t = Bin t1 t2. Met het principe van inductie volgt nu map f (tips t) = tips (mapbtree f t) voor alle functies f en alle eindige bomen t.