Theorem 2lgslem1b 15610

Description: Lemma 2 for 2lgslem1 15612. (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 2213	. . . . . 6 |- ( x = ( j x. 2 ) -> ( x = ( i x. 2 ) <-> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) ) )
3	2	rexbidv 2508	. . . . 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 10154	. . . . . . 7 |- ( j e. ( A ... B ) -> j e. ZZ )
5		2lgslem1b.i	. . . . . . 7 |- I = ( A ... B )
6	4, 5	eleq2s 2301	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. ZZ )
7		2z 9407	. . . . . . 7 |- 2 e. ZZ
8	7	a1i 9	. . . . . 6 |- ( j e. I -> 2 e. ZZ )
9	6, 8	zmulcld 9508	. . . . 5 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. ZZ )
10		id 19	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. I )
11		oveq1 5958	. . . . . . . 8 |- ( i = j -> ( i x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
12	11	eqeq2d 2218	. . . . . . 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 2207	. . . . . 6 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
15	10, 13, 14	rspcedvd 2884	. . . . 5 |- ( j e. I -> E. i e. I ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
16	3, 9, 15	elrabd 2932	. . . 4 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } )
17	1, 16	fmpti 5739	. . 3 |- F : I --> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
18		oveq1 5958	. . . . . . 7 |- ( j = y -> ( j x. 2 ) = ( y x. 2 ) )
19		simpl 109	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. I )
20		elfzelz 10154	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. ( A ... B ) -> y e. ZZ )
21	20, 5	eleq2s 2301	. . . . . . . . 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 9508	. . . . . . . . 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 5680	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` y ) = ( y x. 2 ) )
28		oveq1 5958	. . . . . . 7 |- ( j = z -> ( j x. 2 ) = ( z x. 2 ) )
29		simpr 110	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. I )
30		elfzelz 10154	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( A ... B ) -> z e. ZZ )
31	30, 5	eleq2s 2301	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> z e. ZZ )
32	7	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> 2 e. ZZ )
33	31, 32	zmulcld 9508	. . . . . . . 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 5680	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` z ) = ( z x. 2 ) )
36	27, 35	eqeq12d 2221	. . . . 5 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( F ` y ) = ( F ` z ) <-> ( y x. 2 ) = ( z x. 2 ) ) )
37	21	zcnd 9503	. . . . . . . 8 |- ( y e. I -> y e. CC )
38	37	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. CC )
39	31	zcnd 9503	. . . . . . . 8 |- ( z e. I -> z e. CC )
40	39	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. CC )
41		2cnd 9116	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 e. CC )
42		2ap0 9136	. . . . . . . 8 |- 2 # 0
43	42	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 # 0 )
44	38, 40, 41, 43	mulcanap2d 8742	. . . . . 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 2593	. . 3 |- A. y e. I A. z e. I ( ( F ` y ) = ( F ` z ) -> y = z )
48		dff13 5844	. . 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 945	. 2 |- F : I -1-1-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
50		oveq1 5958	. . . . . . 7 |- ( j = i -> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
51	50	eqeq2d 2218	. . . . . 6 |- ( j = i -> ( x = ( j x. 2 ) <-> x = ( i x. 2 ) ) )
52	51	cbvrexvw 2744	. . . . 5 |- ( E. j e. I x = ( j x. 2 ) <-> E. i e. I x = ( i x. 2 ) )
53		elfzelz 10154	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> i e. ZZ )
54	7	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> 2 e. ZZ )
55	53, 54	zmulcld 9508	. . . . . . . . 9 |- ( i e. ( A ... B ) -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
56	55, 5	eleq2s 2301	. . . . . . . 8 |- ( i e. I -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
57		eleq1 2269	. . . . . . . 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 2618	. . . . . 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 2322	. . 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 4931	. . 3 |- ran F = { x | E. j e. I x = ( j x. 2 ) }
64		df-rab 2494	. . 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 2237	. 2 |- ran F = { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
66		dff1o5 5538	. 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 945	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 1373   e. wcel 2177   {cab 2192   A.wral 2485   E.wrex 2486   {crab 2489   class class class wbr 4047   |-> cmpt 4109   ran crn 4680   -->wf 5272   -1-1->wf1 5273   -1-1-onto->wf1o 5275   ` cfv 5276  (class class class)co 5951   CCcc 7930   0cc0 7932   x. cmul 7937   # cap 8661   2c2 9094   ZZcz 9379   ...cfz 10137

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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-sep 4166  ax-pow 4222  ax-pr 4257  ax-un 4484  ax-setind 4589  ax-cnex 8023  ax-resscn 8024  ax-1cn 8025  ax-1re 8026  ax-icn 8027  ax-addcl 8028  ax-addrcl 8029  ax-mulcl 8030  ax-mulrcl 8031  ax-addcom 8032  ax-mulcom 8033  ax-addass 8034  ax-mulass 8035  ax-distr 8036  ax-i2m1 8037  ax-0lt1 8038  ax-1rid 8039  ax-0id 8040  ax-rnegex 8041  ax-precex 8042  ax-cnre 8043  ax-pre-ltirr 8044  ax-pre-ltwlin 8045  ax-pre-lttrn 8046  ax-pre-apti 8047  ax-pre-ltadd 8048  ax-pre-mulgt0 8049  ax-pre-mulext 8050

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3000  df-csb 3095  df-dif 3169  df-un 3171  df-in 3173  df-ss 3180  df-pw 3619  df-sn 3640  df-pr 3641  df-op 3643  df-uni 3853  df-int 3888  df-br 4048  df-opab 4110  df-mpt 4111  df-id 4344  df-po 4347  df-iso 4348  df-xp 4685  df-rel 4686  df-cnv 4687  df-co 4688  df-dm 4689  df-rn 4690  df-res 4691  df-ima 4692  df-iota 5237  df-fun 5278  df-fn 5279  df-f 5280  df-f1 5281  df-fo 5282  df-f1o 5283  df-fv 5284  df-riota 5906  df-ov 5954  df-oprab 5955  df-mpo 5956  df-pnf 8116  df-mnf 8117  df-xr 8118  df-ltxr 8119  df-le 8120  df-sub 8252  df-neg 8253  df-reap 8655  df-ap 8662  df-inn 9044  df-2 9102  df-n0 9303  df-z 9380  df-uz 9656  df-fz 10138

This theorem is referenced by:  2lgslem1  15612