Theorem nninfsellemeq 13210

Description: Lemma for nninfsel 13213. (Contributed by Jim Kingdon, 9-Aug-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
nninfsel.e	|- E = ( q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) |-> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
nninfsel.q	|- ( ph -> Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) )
nninfsel.1	|- ( ph -> ( Q ` ( E ` Q ) ) = 1o )
nninfsel.n	|- ( ph -> N e. om )
nninfsel.qk	|- ( ph -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
nninfsel.qn	|- ( ph -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )

Assertion

Ref	Expression
nninfsellemeq	|- ( ph -> ( E ` Q ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )

Distinct variable groups:   i, N, k, n   Q, n, k, q   ph, i, n   i, q

Allowed substitution hints:   ph( k, q)   Q( i)   E( i, k, n, q)   N( q)

Proof of Theorem nninfsellemeq

Dummy variable j is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nninfsel.e	. . . . 5 |- E = ( q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) |-> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
2	1	nninfself 13209	. . . 4 |- E : ( 2o ^m ℕ∞ ) -->ℕ∞
3	2	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> E : ( 2o ^m ℕ∞ ) -->ℕ∞ )
4		nninfsel.q	. . 3 |- ( ph -> Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) )
5	3, 4	ffvelrnd 5556	. 2 |- ( ph -> ( E ` Q ) e. ℕ∞ )
6		nninfsel.n	. 2 |- ( ph -> N e. om )
7		fveq1 5420	. . . . . . . . . . 11 |- ( q = Q -> ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) )
8	7	eqeq1d 2148	. . . . . . . . . 10 |- ( q = Q -> ( ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
9	8	ralbidv 2437	. . . . . . . . 9 |- ( q = Q -> ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
10	9	ifbid 3493	. . . . . . . 8 |- ( q = Q -> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) )
11	10	mpteq2dv 4019	. . . . . . 7 |- ( q = Q -> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
12		omex 4507	. . . . . . . 8 |- om e. _V
13	12	mptex 5646	. . . . . . 7 |- ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) e. _V
14	11, 1, 13	fvmpt 5498	. . . . . 6 |- ( Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
15	4, 14	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
16	15	adantr 274	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
17		simpr 109	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> n = j )
18		simplr 519	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> j e. N )
19	17, 18	eqeltrd 2216	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> n e. N )
20		nnord 4525	. . . . . . . . 9 |- ( N e. om -> Ord N )
21		vex 2689	. . . . . . . . . 10 |- n e. _V
22		ordelsuc 4421	. . . . . . . . . 10 |- ( ( n e. _V /\ Ord N ) -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
23	21, 22	mpan 420	. . . . . . . . 9 |- ( Ord N -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
24	6, 20, 23	3syl 17	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
25	24	ad2antrr 479	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
26	19, 25	mpbid 146	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> suc n C_ N )
27		nninfsel.qk	. . . . . . 7 |- ( ph -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
28	27	ad2antrr 479	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
29		ssralv 3161	. . . . . 6 |- ( suc n C_ N -> ( A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o -> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
30	26, 28, 29	sylc 62	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
31	30	iftrued 3481	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = 1o )
32		simpr 109	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> j e. N )
33	6	adantr 274	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> N e. om )
34		elnn 4519	. . . . 5 |- ( ( j e. N /\ N e. om ) -> j e. om )
35	32, 33, 34	syl2anc 408	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> j e. om )
36		1onn 6416	. . . . 5 |- 1o e. om
37	36	a1i 9	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> 1o e. om )
38	16, 31, 35, 37	fvmptd 5502	. . 3 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> ( ( E ` Q ) ` j ) = 1o )
39	38	ralrimiva 2505	. 2 |- ( ph -> A. j e. N ( ( E ` Q ) ` j ) = 1o )
40	21	sucid 4339	. . . . . . 7 |- n e. suc n
41	40	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n = N ) -> n e. suc n )
42		1n0 6329	. . . . . . . 8 |- 1o =/= (/)
43	42	nesymi 2354	. . . . . . 7 |- -. (/) = 1o
44		simpr 109	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ n = N ) -> n = N )
45	44	eleq2d 2209	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( i e. n <-> i e. N ) )
46	45	ifbid 3493	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ n = N ) -> if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. N , 1o , (/) ) )
47	46	mpteq2dv 4019	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )
48	47	fveq2d 5425	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) )
49		nninfsel.qn	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
50	49	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
51	48, 50	eqtrd 2172	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
52	51	eqeq1d 2148	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> (/) = 1o ) )
53	43, 52	mtbiri 664	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n = N ) -> -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
54		elequ2 1691	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k = n -> ( i e. k <-> i e. n ) )
55	54	ifbid 3493	. . . . . . . . . . 11 |- ( k = n -> if ( i e. k , 1o , (/) ) = if ( i e. n , 1o , (/) ) )
56	55	mpteq2dv 4019	. . . . . . . . . 10 |- ( k = n -> ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) )
57	56	fveq2d 5425	. . . . . . . . 9 |- ( k = n -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) )
58	57	eqeq1d 2148	. . . . . . . 8 |- ( k = n -> ( ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
59	58	notbid 656	. . . . . . 7 |- ( k = n -> ( -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
60	59	rspcev 2789	. . . . . 6 |- ( ( n e. suc n /\ -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) -> E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
61	41, 53, 60	syl2anc 408	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n = N ) -> E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
62		rexnalim 2427	. . . . 5 |- ( E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o -> -. A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
63	61, 62	syl 14	. . . 4 |- ( ( ph /\ n = N ) -> -. A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
64	63	iffalsed 3484	. . 3 |- ( ( ph /\ n = N ) -> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = (/) )
65		peano1 4508	. . . 4 |- (/) e. om
66	65	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> (/) e. om )
67	15, 64, 6, 66	fvmptd 5502	. 2 |- ( ph -> ( ( E ` Q ) ` N ) = (/) )
68	5, 6, 39, 67	nninfalllemn 13202	1 |- ( ph -> ( E ` Q ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1331   e. wcel 1480   A.wral 2416   E.wrex 2417   _Vcvv 2686   C_ wss 3071   (/)c0 3363   ifcif 3474   |-> cmpt 3989   Ord word 4284   suc csuc 4287   omcom 4504   -->wf 5119   ` cfv 5123  (class class class)co 5774   1oc1o 6306   2oc2o 6307   ^m cmap 6542  ℕ_∞xnninf 7005

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-id 4215  df-iord 4288  df-on 4290  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1o 6313  df-2o 6314  df-map 6544  df-nninf 7007

This theorem is referenced by:  nninfsellemqall  13211