Theorem seqovcd 10236

Description: A closure law for the recursive sequence builder. This is a lemma for theorems such as seqf2 10237 and seq1cd 10238 and is unlikely to be needed once such theorems are proved. (Contributed by Jim Kingdon, 20-Jul-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
seqovcd.f	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
seqovcd.pl	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
seqovcd	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) ∈ 𝐶)

Distinct variable groups:   𝑥, + ,𝑦,𝑤,𝑧   𝑥,𝐶,𝑦,𝑤,𝑧   𝑥,𝐷,𝑦   𝑥,𝐹,𝑤,𝑧   𝑥,𝑀,𝑤,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑤)   𝐷(𝑧,𝑤)   𝐹(𝑦)   𝑀(𝑦)

Proof of Theorem seqovcd

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 520	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
2		simprr 521	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → 𝑦 ∈ 𝐶)
3		seqovcd.pl	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)
4	3	ralrimivva 2514	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐶 ∀𝑦 ∈ 𝐷 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)
5		oveq1 5781	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑎 + 𝑦))
6	5	eleq1d 2208	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ (𝑎 + 𝑦) ∈ 𝐶))
7		oveq2 5782	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝑎 + 𝑦) = (𝑎 + 𝑏))
8	7	eleq1d 2208	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → ((𝑎 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶))
9	6, 8	cbvral2v 2665	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐶 ∀𝑦 ∈ 𝐷 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
10	4, 9	sylib 121	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
11	10	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
12		fveq2 5421	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = (𝑥 + 1) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
13	12	eleq1d 2208	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = (𝑥 + 1) → ((𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷 ↔ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷))
14		seqovcd.f	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
15	14	ralrimiva 2505	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
16		fveq2 5421	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑎))
17	16	eleq1d 2208	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷 ↔ (𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷))
18	17	cbvralv 2654	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷 ↔ ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
19	15, 18	sylib 121	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
20	19	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
21		eluzp1p1 9351	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
22	1, 21	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
23	13, 20, 22	rspcdva 2794	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷)
24		oveq12 5783	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 = 𝑦 ∧ 𝑏 = (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (𝑎 + 𝑏) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
25	24	eleq1d 2208	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 = 𝑦 ∧ 𝑏 = (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ((𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 ↔ (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
26	25	rspc2gv 2801	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐶 ∧ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷) → (∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
27	2, 23, 26	syl2anc 408	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
28	11, 27	mpd 13	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶)
29		fvoveq1 5797	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝐹‘(𝑧 + 1)) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
30	29	oveq2d 5790	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))) = (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
31		oveq1 5781	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
32		eqid 2139	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1)))) = (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))
33	30, 31, 32	ovmpog 5905	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
34	1, 2, 28, 33	syl3anc 1216	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
35	34, 28	eqeltrd 2216	1 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) ∈ 𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  ∀wral 2416  ‘cfv 5123  (class class class)co 5774   ∈ cmpo 5776  1c1 7621   + caddc 7623  ℤ_≥cuz 9326

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-sep 4046  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-cnex 7711  ax-resscn 7712  ax-1cn 7713  ax-1re 7714  ax-icn 7715  ax-addcl 7716  ax-addrcl 7717  ax-mulcl 7718  ax-addcom 7720  ax-addass 7722  ax-distr 7724  ax-i2m1 7725  ax-0id 7728  ax-rnegex 7729  ax-cnre 7731  ax-pre-ltadd 7736

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  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-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-id 4215  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-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-pnf 7802  df-mnf 7803  df-xr 7804  df-ltxr 7805  df-le 7806  df-sub 7935  df-neg 7936  df-inn 8721  df-n0 8978  df-z 9055  df-uz 9327

This theorem is referenced by:  seqf2  10237  seq1cd  10238  seqp1cd  10239