MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  sadcp1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sadcp1 15108
Description: The carry sequence (which is a sequence of wffs, encoded as 1𝑜 and ) is defined recursively as the carry operation applied to the previous carry and the two current inputs. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Sep-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
sadval.a (𝜑𝐴 ⊆ ℕ0)
sadval.b (𝜑𝐵 ⊆ ℕ0)
sadval.c 𝐶 = seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))
sadcp1.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
sadcp1 (𝜑 → (∅ ∈ (𝐶‘(𝑁 + 1)) ↔ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁))))
Distinct variable groups:   𝑚,𝑐,𝑛   𝐴,𝑐,𝑚   𝐵,𝑐,𝑚   𝑛,𝑁
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚,𝑛,𝑐)   𝐴(𝑛)   𝐵(𝑛)   𝐶(𝑚,𝑛,𝑐)   𝑁(𝑚,𝑐)

Proof of Theorem sadcp1
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sadcp1.n . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
2 nn0uz 11673 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
31, 2syl6eleq 2708 . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘0))
4 seqp1 12763 . . . . . 6 (𝑁 ∈ (ℤ‘0) → (seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘(𝑁 + 1)) = ((seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1))))
53, 4syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘(𝑁 + 1)) = ((seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1))))
6 sadval.c . . . . . 6 𝐶 = seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))
76fveq1i 6154 . . . . 5 (𝐶‘(𝑁 + 1)) = (seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘(𝑁 + 1))
86fveq1i 6154 . . . . . 6 (𝐶𝑁) = (seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘𝑁)
98oveq1i 6620 . . . . 5 ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1))) = ((seq0((𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)), (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))))‘𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1)))
105, 7, 93eqtr4g 2680 . . . 4 (𝜑 → (𝐶‘(𝑁 + 1)) = ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1))))
11 peano2nn0 11284 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
12 eqeq1 2625 . . . . . . . . 9 (𝑛 = (𝑁 + 1) → (𝑛 = 0 ↔ (𝑁 + 1) = 0))
13 oveq1 6617 . . . . . . . . 9 (𝑛 = (𝑁 + 1) → (𝑛 − 1) = ((𝑁 + 1) − 1))
1412, 13ifbieq2d 4088 . . . . . . . 8 (𝑛 = (𝑁 + 1) → if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)) = if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)))
15 eqid 2621 . . . . . . . 8 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1))) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))
16 0ex 4755 . . . . . . . . 9 ∅ ∈ V
17 ovex 6638 . . . . . . . . 9 ((𝑁 + 1) − 1) ∈ V
1816, 17ifex 4133 . . . . . . . 8 if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)) ∈ V
1914, 15, 18fvmpt 6244 . . . . . . 7 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1)) = if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)))
201, 11, 193syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1)) = if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)))
21 nn0p1nn 11283 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
221, 21syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ)
2322nnne0d 11016 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 + 1) ≠ 0)
24 ifnefalse 4075 . . . . . . 7 ((𝑁 + 1) ≠ 0 → if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)) = ((𝑁 + 1) − 1))
2523, 24syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → if((𝑁 + 1) = 0, ∅, ((𝑁 + 1) − 1)) = ((𝑁 + 1) − 1))
261nn0cnd 11304 . . . . . . 7 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
27 1cnd 10007 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2826, 27pncand 10344 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 + 1) − 1) = 𝑁)
2920, 25, 283eqtrd 2659 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1)) = 𝑁)
3029oveq2d 6626 . . . 4 (𝜑 → ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ∅, (𝑛 − 1)))‘(𝑁 + 1))) = ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))𝑁))
31 sadval.a . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ⊆ ℕ0)
32 sadval.b . . . . . . 7 (𝜑𝐵 ⊆ ℕ0)
3331, 32, 6sadcf 15106 . . . . . 6 (𝜑𝐶:ℕ0⟶2𝑜)
3433, 1ffvelrnd 6321 . . . . 5 (𝜑 → (𝐶𝑁) ∈ 2𝑜)
35 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → 𝑦 = 𝑁)
3635eleq1d 2683 . . . . . . . 8 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → (𝑦𝐴𝑁𝐴))
3735eleq1d 2683 . . . . . . . 8 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → (𝑦𝐵𝑁𝐵))
38 simpl 473 . . . . . . . . 9 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → 𝑥 = (𝐶𝑁))
3938eleq2d 2684 . . . . . . . 8 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → (∅ ∈ 𝑥 ↔ ∅ ∈ (𝐶𝑁)))
4036, 37, 39cadbi123d 1546 . . . . . . 7 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → (cadd(𝑦𝐴, 𝑦𝐵, ∅ ∈ 𝑥) ↔ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁))))
4140ifbid 4085 . . . . . 6 ((𝑥 = (𝐶𝑁) ∧ 𝑦 = 𝑁) → if(cadd(𝑦𝐴, 𝑦𝐵, ∅ ∈ 𝑥), 1𝑜, ∅) = if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
42 biidd 252 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 𝑥 → (𝑚𝐴𝑚𝐴))
43 biidd 252 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 𝑥 → (𝑚𝐵𝑚𝐵))
44 eleq2 2687 . . . . . . . . 9 (𝑐 = 𝑥 → (∅ ∈ 𝑐 ↔ ∅ ∈ 𝑥))
4542, 43, 44cadbi123d 1546 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝑥 → (cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐) ↔ cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑥)))
4645ifbid 4085 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝑥 → if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅) = if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑥), 1𝑜, ∅))
47 eleq1 2686 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑦 → (𝑚𝐴𝑦𝐴))
48 eleq1 2686 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑦 → (𝑚𝐵𝑦𝐵))
49 biidd 252 . . . . . . . . 9 (𝑚 = 𝑦 → (∅ ∈ 𝑥 ↔ ∅ ∈ 𝑥))
5047, 48, 49cadbi123d 1546 . . . . . . . 8 (𝑚 = 𝑦 → (cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑥) ↔ cadd(𝑦𝐴, 𝑦𝐵, ∅ ∈ 𝑥)))
5150ifbid 4085 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑦 → if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑥), 1𝑜, ∅) = if(cadd(𝑦𝐴, 𝑦𝐵, ∅ ∈ 𝑥), 1𝑜, ∅))
5246, 51cbvmpt2v 6695 . . . . . 6 (𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅)) = (𝑥 ∈ 2𝑜, 𝑦 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑦𝐴, 𝑦𝐵, ∅ ∈ 𝑥), 1𝑜, ∅))
53 1on 7519 . . . . . . . 8 1𝑜 ∈ On
5453elexi 3202 . . . . . . 7 1𝑜 ∈ V
5554, 16ifex 4133 . . . . . 6 if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) ∈ V
5641, 52, 55ovmpt2a 6751 . . . . 5 (((𝐶𝑁) ∈ 2𝑜𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))𝑁) = if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
5734, 1, 56syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → ((𝐶𝑁)(𝑐 ∈ 2𝑜, 𝑚 ∈ ℕ0 ↦ if(cadd(𝑚𝐴, 𝑚𝐵, ∅ ∈ 𝑐), 1𝑜, ∅))𝑁) = if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
5810, 30, 573eqtrd 2659 . . 3 (𝜑 → (𝐶‘(𝑁 + 1)) = if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
5958eleq2d 2684 . 2 (𝜑 → (∅ ∈ (𝐶‘(𝑁 + 1)) ↔ ∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅)))
60 noel 3900 . . . . 5 ¬ ∅ ∈ ∅
61 iffalse 4072 . . . . . 6 (¬ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)) → if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) = ∅)
6261eleq2d 2684 . . . . 5 (¬ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)) → (∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) ↔ ∅ ∈ ∅))
6360, 62mtbiri 317 . . . 4 (¬ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)) → ¬ ∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
6463con4i 113 . . 3 (∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) → cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)))
65 0lt1o 7536 . . . 4 ∅ ∈ 1𝑜
66 iftrue 4069 . . . 4 (cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)) → if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) = 1𝑜)
6765, 66syl5eleqr 2705 . . 3 (cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)) → ∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅))
6864, 67impbii 199 . 2 (∅ ∈ if(cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)), 1𝑜, ∅) ↔ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁)))
6959, 68syl6bb 276 1 (𝜑 → (∅ ∈ (𝐶‘(𝑁 + 1)) ↔ cadd(𝑁𝐴, 𝑁𝐵, ∅ ∈ (𝐶𝑁))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1480  caddwcad 1542  wcel 1987  wne 2790  wss 3559  c0 3896  ifcif 4063  cmpt 4678  Oncon0 5687  cfv 5852  (class class class)co 6610  cmpt2 6612  1𝑜c1o 7505  2𝑜c2o 7506  0cc0 9887  1c1 9888   + caddc 9890  cmin 10217  cn 10971  0cn0 11243  cuz 11638  seqcseq 12748
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-xor 1462  df-tru 1483  df-cad 1543  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-1o 7512  df-2o 7513  df-er 7694  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-nn 10972  df-n0 11244  df-z 11329  df-uz 11639  df-fz 12276  df-seq 12749
This theorem is referenced by:  sadcaddlem  15110  sadadd2lem  15112  saddisjlem  15117
  Copyright terms: Public domain W3C validator