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Theorem frec2uzf1od 10147
Description: 𝐺 (see frec2uz0d 10140) is a one-to-one onto mapping. (Contributed by Jim Kingdon, 17-May-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
frec2uz.1 (𝜑𝐶 ∈ ℤ)
frec2uz.2 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
Assertion
Ref Expression
frec2uzf1od (𝜑𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem frec2uzf1od
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zex 9031 . . . . . . . . 9 ℤ ∈ V
21mptex 5614 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)) ∈ V
3 vex 2663 . . . . . . . 8 𝑧 ∈ V
42, 3fvex 5409 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V
54ax-gen 1410 . . . . . 6 𝑧((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V
6 frec2uz.1 . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ℤ)
7 frecfnom 6266 . . . . . 6 ((∀𝑧((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
85, 6, 7sylancr 410 . . . . 5 (𝜑 → frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
9 frec2uz.2 . . . . . 6 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
109fneq1i 5187 . . . . 5 (𝐺 Fn ω ↔ frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
118, 10sylibr 133 . . . 4 (𝜑𝐺 Fn ω)
126, 9frec2uzrand 10146 . . . . 5 (𝜑 → ran 𝐺 = (ℤ𝐶))
13 eqimss 3121 . . . . 5 (ran 𝐺 = (ℤ𝐶) → ran 𝐺 ⊆ (ℤ𝐶))
1412, 13syl 14 . . . 4 (𝜑 → ran 𝐺 ⊆ (ℤ𝐶))
15 df-f 5097 . . . 4 (𝐺:ω⟶(ℤ𝐶) ↔ (𝐺 Fn ω ∧ ran 𝐺 ⊆ (ℤ𝐶)))
1611, 14, 15sylanbrc 413 . . 3 (𝜑𝐺:ω⟶(ℤ𝐶))
176adantr 274 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑦 ∈ ω) → 𝐶 ∈ ℤ)
18 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑦 ∈ ω) → 𝑦 ∈ ω)
1917, 9, 18frec2uzzd 10141 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑦 ∈ ω) → (𝐺𝑦) ∈ ℤ)
20193adant3 986 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝐺𝑦) ∈ ℤ)
2120zred 9141 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝐺𝑦) ∈ ℝ)
2221ltnrd 7843 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → ¬ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑦))
2322adantr 274 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ¬ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑦))
24 simpr 109 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧))
2524breq2d 3911 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ((𝐺𝑦) < (𝐺𝑦) ↔ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑧)))
2623, 25mtbid 646 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ¬ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑧))
27173adant3 986 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝐶 ∈ ℤ)
28 simp2 967 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑦 ∈ ω)
29 simp3 968 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑧 ∈ ω)
3027, 9, 28, 29frec2uzltd 10144 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑦𝑧 → (𝐺𝑦) < (𝐺𝑧)))
3130con3d 605 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (¬ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑧) → ¬ 𝑦𝑧))
3231adantr 274 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → (¬ (𝐺𝑦) < (𝐺𝑧) → ¬ 𝑦𝑧))
3326, 32mpd 13 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ¬ 𝑦𝑧)
3424breq1d 3909 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ((𝐺𝑦) < (𝐺𝑦) ↔ (𝐺𝑧) < (𝐺𝑦)))
3523, 34mtbid 646 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ¬ (𝐺𝑧) < (𝐺𝑦))
3627, 9, 29, 28frec2uzltd 10144 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑧𝑦 → (𝐺𝑧) < (𝐺𝑦)))
3736adantr 274 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → (𝑧𝑦 → (𝐺𝑧) < (𝐺𝑦)))
3835, 37mtod 637 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → ¬ 𝑧𝑦)
39 nntri3 6361 . . . . . . . . 9 ((𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑦 = 𝑧 ↔ (¬ 𝑦𝑧 ∧ ¬ 𝑧𝑦)))
40393adant1 984 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑦 = 𝑧 ↔ (¬ 𝑦𝑧 ∧ ¬ 𝑧𝑦)))
4140adantr 274 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → (𝑦 = 𝑧 ↔ (¬ 𝑦𝑧 ∧ ¬ 𝑧𝑦)))
4233, 38, 41mpbir2and 913 . . . . . 6 (((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺𝑦) = (𝐺𝑧)) → 𝑦 = 𝑧)
4342ex 114 . . . . 5 ((𝜑𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → ((𝐺𝑦) = (𝐺𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
44433expb 1167 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑦 ∈ ω ∧ 𝑧 ∈ ω)) → ((𝐺𝑦) = (𝐺𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
4544ralrimivva 2491 . . 3 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ ω ∀𝑧 ∈ ω ((𝐺𝑦) = (𝐺𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
46 dff13 5637 . . 3 (𝐺:ω–1-1→(ℤ𝐶) ↔ (𝐺:ω⟶(ℤ𝐶) ∧ ∀𝑦 ∈ ω ∀𝑧 ∈ ω ((𝐺𝑦) = (𝐺𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
4716, 45, 46sylanbrc 413 . 2 (𝜑𝐺:ω–1-1→(ℤ𝐶))
48 dff1o5 5344 . 2 (𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶) ↔ (𝐺:ω–1-1→(ℤ𝐶) ∧ ran 𝐺 = (ℤ𝐶)))
4947, 12, 48sylanbrc 413 1 (𝜑𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 103  wb 104  w3a 947  wal 1314   = wceq 1316  wcel 1465  wral 2393  Vcvv 2660  wss 3041   class class class wbr 3899  cmpt 3959  ωcom 4474  ran crn 4510   Fn wfn 5088  wf 5089  1-1wf1 5090  1-1-ontowf1o 5092  cfv 5093  (class class class)co 5742  freccfrec 6255  1c1 7589   + caddc 7591   < clt 7768  cz 9022  cuz 9294
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 588  ax-in2 589  ax-io 683  ax-5 1408  ax-7 1409  ax-gen 1410  ax-ie1 1454  ax-ie2 1455  ax-8 1467  ax-10 1468  ax-11 1469  ax-i12 1470  ax-bndl 1471  ax-4 1472  ax-13 1476  ax-14 1477  ax-17 1491  ax-i9 1495  ax-ial 1499  ax-i5r 1500  ax-ext 2099  ax-coll 4013  ax-sep 4016  ax-nul 4024  ax-pow 4068  ax-pr 4101  ax-un 4325  ax-setind 4422  ax-iinf 4472  ax-cnex 7679  ax-resscn 7680  ax-1cn 7681  ax-1re 7682  ax-icn 7683  ax-addcl 7684  ax-addrcl 7685  ax-mulcl 7686  ax-addcom 7688  ax-addass 7690  ax-distr 7692  ax-i2m1 7693  ax-0lt1 7694  ax-0id 7696  ax-rnegex 7697  ax-cnre 7699  ax-pre-ltirr 7700  ax-pre-ltwlin 7701  ax-pre-lttrn 7702  ax-pre-ltadd 7704
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 948  df-3an 949  df-tru 1319  df-fal 1322  df-nf 1422  df-sb 1721  df-eu 1980  df-mo 1981  df-clab 2104  df-cleq 2110  df-clel 2113  df-nfc 2247  df-ne 2286  df-nel 2381  df-ral 2398  df-rex 2399  df-reu 2400  df-rab 2402  df-v 2662  df-sbc 2883  df-csb 2976  df-dif 3043  df-un 3045  df-in 3047  df-ss 3054  df-nul 3334  df-pw 3482  df-sn 3503  df-pr 3504  df-op 3506  df-uni 3707  df-int 3742  df-iun 3785  df-br 3900  df-opab 3960  df-mpt 3961  df-tr 3997  df-id 4185  df-iord 4258  df-on 4260  df-ilim 4261  df-suc 4263  df-iom 4475  df-xp 4515  df-rel 4516  df-cnv 4517  df-co 4518  df-dm 4519  df-rn 4520  df-res 4521  df-ima 4522  df-iota 5058  df-fun 5095  df-fn 5096  df-f 5097  df-f1 5098  df-fo 5099  df-f1o 5100  df-fv 5101  df-riota 5698  df-ov 5745  df-oprab 5746  df-mpo 5747  df-recs 6170  df-frec 6256  df-pnf 7770  df-mnf 7771  df-xr 7772  df-ltxr 7773  df-le 7774  df-sub 7903  df-neg 7904  df-inn 8689  df-n0 8946  df-z 9023  df-uz 9295
This theorem is referenced by:  frec2uzisod  10148  frecuzrdglem  10152  frecuzrdgtcl  10153  frecuzrdgsuc  10155  frecuzrdgg  10157  frecuzrdgdomlem  10158  frecuzrdgfunlem  10160  frecuzrdgsuctlem  10164  uzenom  10166  frecfzennn  10167  frechashgf1o  10169  frec2uzled  10170  hashfz1  10497  hashen  10498  ennnfonelemjn  11842  ennnfonelem1  11847  ennnfonelemhf1o  11853  ennnfonelemrn  11859
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