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Theorem ialgcvga 10273
Description: The countdown function 𝐶 remains 0 after 𝑁 steps. (Contributed by Paul Chapman, 22-Jun-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
algcvga.1 𝐹:𝑆𝑆
algcvga.2 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}), 𝑆)
algcvga.3 𝐶:𝑆⟶ℕ0
algcvga.4 (𝑧𝑆 → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧)))
algcvga.5 𝑁 = (𝐶𝐴)
ialgcvga.s 𝑆𝑉
Assertion
Ref Expression
ialgcvga (𝐴𝑆 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐶   𝑧,𝐹   𝑧,𝑅   𝑧,𝑆
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑧)   𝐾(𝑧)   𝑁(𝑧)   𝑉(𝑧)

Proof of Theorem ialgcvga
Dummy variables 𝑘 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 algcvga.5 . . 3 𝑁 = (𝐶𝐴)
2 algcvga.3 . . . 4 𝐶:𝑆⟶ℕ0
32ffvelrni 5329 . . 3 (𝐴𝑆 → (𝐶𝐴) ∈ ℕ0)
41, 3syl5eqel 2140 . 2 (𝐴𝑆𝑁 ∈ ℕ0)
5 nn0z 8322 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
6 eluz1 8573 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) ↔ (𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝐾)))
7 fveq2 5206 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑁 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑁))
87fveq2d 5210 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑁 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = (𝐶‘(𝑅𝑁)))
98eqeq1d 2064 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑁 → ((𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0 ↔ (𝐶‘(𝑅𝑁)) = 0))
109imbi2d 223 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑁 → ((𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑁)) = 0)))
11 fveq2 5206 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝑘 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑘))
1211fveq2d 5210 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑘 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = (𝐶‘(𝑅𝑘)))
1312eqeq1d 2064 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑘 → ((𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0 ↔ (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0))
1413imbi2d 223 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑘 → ((𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0)))
15 fveq2 5206 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = (𝑘 + 1) → (𝑅𝑚) = (𝑅‘(𝑘 + 1)))
1615fveq2d 5210 . . . . . . . . 9 (𝑚 = (𝑘 + 1) → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))))
1716eqeq1d 2064 . . . . . . . 8 (𝑚 = (𝑘 + 1) → ((𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0 ↔ (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0))
1817imbi2d 223 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0)))
19 fveq2 5206 . . . . . . . . . 10 (𝑚 = 𝐾 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝐾))
2019fveq2d 5210 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝐾 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = (𝐶‘(𝑅𝐾)))
2120eqeq1d 2064 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝐾 → ((𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0 ↔ (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0))
2221imbi2d 223 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝐾 → ((𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑚)) = 0) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0)))
23 algcvga.1 . . . . . . . . 9 𝐹:𝑆𝑆
24 algcvga.2 . . . . . . . . 9 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}), 𝑆)
25 algcvga.4 . . . . . . . . 9 (𝑧𝑆 → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧)))
26 ialgcvga.s . . . . . . . . 9 𝑆𝑉
2723, 24, 2, 25, 1, 26ialgcvg 10270 . . . . . . . 8 (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑁)) = 0)
2827a1i 9 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑁)) = 0))
29 nn0ge0 8264 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ0 → 0 ≤ 𝑁)
3029adantr 265 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → 0 ≤ 𝑁)
31 nn0re 8248 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℝ)
32 zre 8306 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℤ → 𝑘 ∈ ℝ)
33 0re 7085 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 0 ∈ ℝ
34 letr 7160 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((0 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ) → ((0 ≤ 𝑁𝑁𝑘) → 0 ≤ 𝑘))
3533, 34mp3an1 1230 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑘 ∈ ℝ) → ((0 ≤ 𝑁𝑁𝑘) → 0 ≤ 𝑘))
3631, 32, 35syl2an 277 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → ((0 ≤ 𝑁𝑁𝑘) → 0 ≤ 𝑘))
3730, 36mpand 413 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → (𝑁𝑘 → 0 ≤ 𝑘))
38 elnn0z 8315 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑘 ∈ ℕ0 ↔ (𝑘 ∈ ℤ ∧ 0 ≤ 𝑘))
3938simplbi2 371 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑘 ∈ ℤ → (0 ≤ 𝑘𝑘 ∈ ℕ0))
4039adantl 266 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → (0 ≤ 𝑘𝑘 ∈ ℕ0))
4137, 40syld 44 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ ℤ) → (𝑁𝑘𝑘 ∈ ℕ0))
424, 41sylan 271 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℤ) → (𝑁𝑘𝑘 ∈ ℕ0))
4342impr 365 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴𝑆 ∧ (𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
4443expcom 113 . . . . . . . . . . 11 ((𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘) → (𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0))
45443adant1 933 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘) → (𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0))
4645ancld 312 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘) → (𝐴𝑆 → (𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0)))
47 nn0uz 8603 . . . . . . . . . . . . 13 0 = (ℤ‘0)
48 0zd 8314 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑆 → 0 ∈ ℤ)
49 id 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑆𝐴𝑆)
5023a1i 9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑆𝐹:𝑆𝑆)
5126a1i 9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑆𝑆𝑉)
5247, 24, 48, 49, 50, 51ialgrf 10267 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝑆𝑅:ℕ0𝑆)
5352ffvelrnda 5330 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅𝑘) ∈ 𝑆)
54 fveq2 5206 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (𝐹𝑧) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
5554fveq2d 5210 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (𝐶‘(𝐹𝑧)) = (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))))
5655neeq1d 2238 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑅𝑘) → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 ↔ (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) ≠ 0))
57 fveq2 5206 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (𝐶𝑧) = (𝐶‘(𝑅𝑘)))
5855, 57breq12d 3805 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑅𝑘) → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧) ↔ (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))))
5956, 58imbi12d 227 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧)) ↔ ((𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘)))))
6059, 25vtoclga 2636 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → ((𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))))
6123, 2algcvgb 10272 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → (((𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))) ↔ (((𝐶‘(𝑅𝑘)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))) ∧ ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0))))
62 simpr 107 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐶‘(𝑅𝑘)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))) ∧ ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0)) → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0))
6361, 62syl6bi 156 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → (((𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) < (𝐶‘(𝑅𝑘))) → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0)))
6460, 63mpd 13 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0))
6553, 64syl 14 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0))
6647, 24, 48, 49, 50, 51ialgrp1 10268 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
6766fveq2d 5210 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))))
6867eqeq1d 2064 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0 ↔ (𝐶‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = 0))
6965, 68sylibrd 162 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0))
7046, 69syl6 33 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘) → (𝐴𝑆 → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0)))
7170a2d 26 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝑘) → ((𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0) → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = 0)))
7210, 14, 18, 22, 28, 71uzind 8408 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝐾) → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0))
73723expib 1118 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℤ → ((𝐾 ∈ ℤ ∧ 𝑁𝐾) → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0)))
746, 73sylbid 143 . . . 4 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0)))
755, 74syl 14 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐴𝑆 → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0)))
7675com3r 77 . 2 (𝐴𝑆 → (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0)))
774, 76mpd 13 1 (𝐴𝑆 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐶‘(𝑅𝐾)) = 0))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 101  w3a 896   = wceq 1259  wcel 1409  wne 2220  {csn 3403   class class class wbr 3792   × cxp 4371  ccom 4377  wf 4926  cfv 4930  (class class class)co 5540  1st c1st 5793  cr 6946  0cc0 6947  1c1 6948   + caddc 6950   < clt 7119  cle 7120  0cn0 8239  cz 8302  cuz 8569  seqcseq 9375
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 103  ax-ia2 104  ax-ia3 105  ax-in1 554  ax-in2 555  ax-io 640  ax-5 1352  ax-7 1353  ax-gen 1354  ax-ie1 1398  ax-ie2 1399  ax-8 1411  ax-10 1412  ax-11 1413  ax-i12 1414  ax-bndl 1415  ax-4 1416  ax-13 1420  ax-14 1421  ax-17 1435  ax-i9 1439  ax-ial 1443  ax-i5r 1444  ax-ext 2038  ax-coll 3900  ax-sep 3903  ax-nul 3911  ax-pow 3955  ax-pr 3972  ax-un 4198  ax-setind 4290  ax-iinf 4339  ax-cnex 7033  ax-resscn 7034  ax-1cn 7035  ax-1re 7036  ax-icn 7037  ax-addcl 7038  ax-addrcl 7039  ax-mulcl 7040  ax-addcom 7042  ax-addass 7044  ax-distr 7046  ax-i2m1 7047  ax-0id 7050  ax-rnegex 7051  ax-cnre 7053  ax-pre-ltirr 7054  ax-pre-ltwlin 7055  ax-pre-lttrn 7056  ax-pre-apti 7057  ax-pre-ltadd 7058
This theorem depends on definitions:  df-bi 114  df-dc 754  df-3or 897  df-3an 898  df-tru 1262  df-fal 1265  df-nf 1366  df-sb 1662  df-eu 1919  df-mo 1920  df-clab 2043  df-cleq 2049  df-clel 2052  df-nfc 2183  df-ne 2221  df-nel 2315  df-ral 2328  df-rex 2329  df-reu 2330  df-rab 2332  df-v 2576  df-sbc 2788  df-csb 2881  df-dif 2948  df-un 2950  df-in 2952  df-ss 2959  df-nul 3253  df-pw 3389  df-sn 3409  df-pr 3410  df-op 3412  df-uni 3609  df-int 3644  df-iun 3687  df-br 3793  df-opab 3847  df-mpt 3848  df-tr 3883  df-eprel 4054  df-id 4058  df-po 4061  df-iso 4062  df-iord 4131  df-on 4133  df-suc 4136  df-iom 4342  df-xp 4379  df-rel 4380  df-cnv 4381  df-co 4382  df-dm 4383  df-rn 4384  df-res 4385  df-ima 4386  df-iota 4895  df-fun 4932  df-fn 4933  df-f 4934  df-f1 4935  df-fo 4936  df-f1o 4937  df-fv 4938  df-riota 5496  df-ov 5543  df-oprab 5544  df-mpt2 5545  df-1st 5795  df-2nd 5796  df-recs 5951  df-irdg 5988  df-frec 6009  df-1o 6032  df-2o 6033  df-oadd 6036  df-omul 6037  df-er 6137  df-ec 6139  df-qs 6143  df-ni 6460  df-pli 6461  df-mi 6462  df-lti 6463  df-plpq 6500  df-mpq 6501  df-enq 6503  df-nqqs 6504  df-plqqs 6505  df-mqqs 6506  df-1nqqs 6507  df-rq 6508  df-ltnqqs 6509  df-enq0 6580  df-nq0 6581  df-0nq0 6582  df-plq0 6583  df-mq0 6584  df-inp 6622  df-i1p 6623  df-iplp 6624  df-iltp 6626  df-enr 6869  df-nr 6870  df-ltr 6873  df-0r 6874  df-1r 6875  df-0 6954  df-1 6955  df-r 6957  df-lt 6960  df-pnf 7121  df-mnf 7122  df-xr 7123  df-ltxr 7124  df-le 7125  df-sub 7247  df-neg 7248  df-inn 7991  df-n0 8240  df-z 8303  df-uz 8570  df-iseq 9376
This theorem is referenced by:  ialgfx  10274
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