Theorem 2lgslem1b 15891

Description: Lemma 2 for 2lgslem1 15893. (Contributed by AV, 18-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
2lgslem1b.i	|- I = ( A ... B )
2lgslem1b.f	|- F = ( j e. I |-> ( j x. 2 ) )

Assertion

Ref	Expression
2lgslem1b	|- F : I -1-1-onto-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }

Distinct variable group:   i, I, j, x

Allowed substitution hints:   A( x, i, j)   B( x, i, j)   F( x, i, j)

Proof of Theorem 2lgslem1b

Dummy variables y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		2lgslem1b.f	. . . 4 |- F = ( j e. I |-> ( j x. 2 ) )
2		eqeq1 2238	. . . . . 6 |- ( x = ( j x. 2 ) -> ( x = ( i x. 2 ) <-> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) ) )
3	2	rexbidv 2534	. . . . 5 |- ( x = ( j x. 2 ) -> ( E. i e. I x = ( i x. 2 ) <-> E. i e. I ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) ) )
4		elfzelz 10305	. . . . . . 7 |- ( j e. ( A ... B ) -> j e. ZZ )
5		2lgslem1b.i	. . . . . . 7 |- I = ( A ... B )
6	4, 5	eleq2s 2326	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. ZZ )
7		2z 9551	. . . . . . 7 |- 2 e. ZZ
8	7	a1i 9	. . . . . 6 |- ( j e. I -> 2 e. ZZ )
9	6, 8	zmulcld 9652	. . . . 5 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. ZZ )
10		id 19	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. I )
11		oveq1 6035	. . . . . . . 8 |- ( i = j -> ( i x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
12	11	eqeq2d 2243	. . . . . . 7 |- ( i = j -> ( ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) <-> ( j x. 2 ) = ( j x. 2 ) ) )
13	12	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( j e. I /\ i = j ) -> ( ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) <-> ( j x. 2 ) = ( j x. 2 ) ) )
14		eqidd 2232	. . . . . 6 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
15	10, 13, 14	rspcedvd 2917	. . . . 5 |- ( j e. I -> E. i e. I ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
16	3, 9, 15	elrabd 2965	. . . 4 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } )
17	1, 16	fmpti 5807	. . 3 |- F : I --> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
18		oveq1 6035	. . . . . . 7 |- ( j = y -> ( j x. 2 ) = ( y x. 2 ) )
19		simpl 109	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. I )
20		elfzelz 10305	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. ( A ... B ) -> y e. ZZ )
21	20, 5	eleq2s 2326	. . . . . . . . 9 |- ( y e. I -> y e. ZZ )
22		id 19	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. ZZ -> y e. ZZ )
23	7	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. ZZ -> 2 e. ZZ )
24	22, 23	zmulcld 9652	. . . . . . . . 9 |- ( y e. ZZ -> ( y x. 2 ) e. ZZ )
25	21, 24	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( y e. I -> ( y x. 2 ) e. ZZ )
26	25	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( y x. 2 ) e. ZZ )
27	1, 18, 19, 26	fvmptd3 5749	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` y ) = ( y x. 2 ) )
28		oveq1 6035	. . . . . . 7 |- ( j = z -> ( j x. 2 ) = ( z x. 2 ) )
29		simpr 110	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. I )
30		elfzelz 10305	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( A ... B ) -> z e. ZZ )
31	30, 5	eleq2s 2326	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> z e. ZZ )
32	7	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> 2 e. ZZ )
33	31, 32	zmulcld 9652	. . . . . . . 8 |- ( z e. I -> ( z x. 2 ) e. ZZ )
34	33	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( z x. 2 ) e. ZZ )
35	1, 28, 29, 34	fvmptd3 5749	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` z ) = ( z x. 2 ) )
36	27, 35	eqeq12d 2246	. . . . 5 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( F ` y ) = ( F ` z ) <-> ( y x. 2 ) = ( z x. 2 ) ) )
37	21	zcnd 9647	. . . . . . . 8 |- ( y e. I -> y e. CC )
38	37	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. CC )
39	31	zcnd 9647	. . . . . . . 8 |- ( z e. I -> z e. CC )
40	39	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. CC )
41		2cnd 9258	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 e. CC )
42		2ap0 9278	. . . . . . . 8 |- 2 # 0
43	42	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 # 0 )
44	38, 40, 41, 43	mulcanap2d 8884	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( y x. 2 ) = ( z x. 2 ) <-> y = z ) )
45	44	biimpd 144	. . . . 5 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( y x. 2 ) = ( z x. 2 ) -> y = z ) )
46	36, 45	sylbid 150	. . . 4 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( F ` y ) = ( F ` z ) -> y = z ) )
47	46	rgen2 2619	. . 3 |- A. y e. I A. z e. I ( ( F ` y ) = ( F ` z ) -> y = z )
48		dff13 5919	. . 3 |- ( F : I -1-1-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } <-> ( F : I --> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } /\ A. y e. I A. z e. I ( ( F ` y ) = ( F ` z ) -> y = z ) ) )
49	17, 47, 48	mpbir2an 951	. 2 |- F : I -1-1-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
50		oveq1 6035	. . . . . . 7 |- ( j = i -> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
51	50	eqeq2d 2243	. . . . . 6 |- ( j = i -> ( x = ( j x. 2 ) <-> x = ( i x. 2 ) ) )
52	51	cbvrexvw 2773	. . . . 5 |- ( E. j e. I x = ( j x. 2 ) <-> E. i e. I x = ( i x. 2 ) )
53		elfzelz 10305	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> i e. ZZ )
54	7	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> 2 e. ZZ )
55	53, 54	zmulcld 9652	. . . . . . . . 9 |- ( i e. ( A ... B ) -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
56	55, 5	eleq2s 2326	. . . . . . . 8 |- ( i e. I -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
57		eleq1 2294	. . . . . . . 8 |- ( x = ( i x. 2 ) -> ( x e. ZZ <-> ( i x. 2 ) e. ZZ ) )
58	56, 57	syl5ibrcom 157	. . . . . . 7 |- ( i e. I -> ( x = ( i x. 2 ) -> x e. ZZ ) )
59	58	rexlimiv 2645	. . . . . 6 |- ( E. i e. I x = ( i x. 2 ) -> x e. ZZ )
60	59	pm4.71ri 392	. . . . 5 |- ( E. i e. I x = ( i x. 2 ) <-> ( x e. ZZ /\ E. i e. I x = ( i x. 2 ) ) )
61	52, 60	bitri 184	. . . 4 |- ( E. j e. I x = ( j x. 2 ) <-> ( x e. ZZ /\ E. i e. I x = ( i x. 2 ) ) )
62	61	abbii 2347	. . 3 |- { x | E. j e. I x = ( j x. 2 ) } = { x | ( x e. ZZ /\ E. i e. I x = ( i x. 2 ) ) }
63	1	rnmpt 4986	. . 3 |- ran F = { x | E. j e. I x = ( j x. 2 ) }
64		df-rab 2520	. . 3 |- { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } = { x | ( x e. ZZ /\ E. i e. I x = ( i x. 2 ) ) }
65	62, 63, 64	3eqtr4i 2262	. 2 |- ran F = { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
66		dff1o5 5601	. 2 |- ( F : I -1-1-onto-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } <-> ( F : I -1-1-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } /\ ran F = { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } ) )
67	49, 65, 66	mpbir2an 951	1 |- F : I -1-1-onto-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1398   e. wcel 2202   {cab 2217   A.wral 2511   E.wrex 2512   {crab 2515   class class class wbr 4093   |-> cmpt 4155   ran crn 4732   -->wf 5329   -1-1->wf1 5330   -1-1-onto->wf1o 5332   ` cfv 5333  (class class class)co 6028   CCcc 8073   0cc0 8075   x. cmul 8080   # cap 8803   2c2 9236   ZZcz 9523   ...cfz 10288

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4212  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-mulrcl 8174  ax-addcom 8175  ax-mulcom 8176  ax-addass 8177  ax-mulass 8178  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-1rid 8182  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-precex 8185  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-apti 8190  ax-pre-ltadd 8191  ax-pre-mulgt0 8192  ax-pre-mulext 8193

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-id 4396  df-po 4399  df-iso 4400  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-reap 8797  df-ap 8804  df-inn 9186  df-2 9244  df-n0 9445  df-z 9524  df-uz 9800  df-fz 10289

This theorem is referenced by:  2lgslem1  15893