Prenex normal form theorem over $\mathsf{I\Sigma_1}$ #
Every Hierarchy ๐บ 1 formula is ๐๐บโ-provably equivalent to a formula of the form โยน ฮธ
with ฮธ in Hierarchy ๐บ 0, and dually for Hierarchy ๐ท 1 and โยน ฮธ.
theorem
FFL.FirstOrder.Arithmetic.ISigma1.hasPrenex
{n : โ}
{ฯ : ArithmeticSemisentence n}
(h : Hierarchy ๐บ 1 ฯ)
:
theorem
FFL.FirstOrder.Arithmetic.ISigma1.exists_matrix_provable
{n : โ}
{ฯ : ArithmeticSemisentence n}
(h : Hierarchy ๐บ 1 ฯ)
:
โ (ฮธ : ๐บโ.Semisentence (n + 1)), ๐๐บโ โข โยน* (ฯ ๐ก โยน โฮธ)
theorem
FFL.FirstOrder.Arithmetic.ISigma1.exists_matrix_provable_pi
{n : โ}
{ฯ : ArithmeticSemisentence n}
(h : Hierarchy ๐ท 1 ฯ)
:
โ (ฮธ : ๐บโ.Semisentence (n + 1)), ๐๐บโ โข โยน* (ฯ ๐ก โยน โฮธ)
theorem
FFL.FirstOrder.Arithmetic.ISigma1.exists_matrix_provable_of_sentence
{ฯ : ArithmeticSentence}
(h : Hierarchy ๐บ 1 ฯ)
:
โ (ฮธ : ๐บโ.Semisentence 1), ๐๐บโ โข ฯ ๐ก โยน โฮธ