Theorem 2lgslem1b 15330

Description: Lemma 2 for 2lgslem1 15332. (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 2203	. . . . . 6 |- ( x = ( j x. 2 ) -> ( x = ( i x. 2 ) <-> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) ) )
3	2	rexbidv 2498	. . . . 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 10100	. . . . . . 7 |- ( j e. ( A ... B ) -> j e. ZZ )
5		2lgslem1b.i	. . . . . . 7 |- I = ( A ... B )
6	4, 5	eleq2s 2291	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. ZZ )
7		2z 9354	. . . . . . 7 |- 2 e. ZZ
8	7	a1i 9	. . . . . 6 |- ( j e. I -> 2 e. ZZ )
9	6, 8	zmulcld 9454	. . . . 5 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. ZZ )
10		id 19	. . . . . 6 |- ( j e. I -> j e. I )
11		oveq1 5929	. . . . . . . 8 |- ( i = j -> ( i x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
12	11	eqeq2d 2208	. . . . . . 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 2197	. . . . . 6 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) = ( j x. 2 ) )
15	10, 13, 14	rspcedvd 2874	. . . . 5 |- ( j e. I -> E. i e. I ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
16	3, 9, 15	elrabd 2922	. . . 4 |- ( j e. I -> ( j x. 2 ) e. { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) } )
17	1, 16	fmpti 5714	. . 3 |- F : I --> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
18		oveq1 5929	. . . . . . 7 |- ( j = y -> ( j x. 2 ) = ( y x. 2 ) )
19		simpl 109	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. I )
20		elfzelz 10100	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. ( A ... B ) -> y e. ZZ )
21	20, 5	eleq2s 2291	. . . . . . . . 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 9454	. . . . . . . . 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 5655	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` y ) = ( y x. 2 ) )
28		oveq1 5929	. . . . . . 7 |- ( j = z -> ( j x. 2 ) = ( z x. 2 ) )
29		simpr 110	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. I )
30		elfzelz 10100	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( A ... B ) -> z e. ZZ )
31	30, 5	eleq2s 2291	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> z e. ZZ )
32	7	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( z e. I -> 2 e. ZZ )
33	31, 32	zmulcld 9454	. . . . . . . 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 5655	. . . . . 6 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( F ` z ) = ( z x. 2 ) )
36	27, 35	eqeq12d 2211	. . . . 5 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> ( ( F ` y ) = ( F ` z ) <-> ( y x. 2 ) = ( z x. 2 ) ) )
37	21	zcnd 9449	. . . . . . . 8 |- ( y e. I -> y e. CC )
38	37	adantr 276	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> y e. CC )
39	31	zcnd 9449	. . . . . . . 8 |- ( z e. I -> z e. CC )
40	39	adantl 277	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> z e. CC )
41		2cnd 9063	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 e. CC )
42		2ap0 9083	. . . . . . . 8 |- 2 # 0
43	42	a1i 9	. . . . . . 7 |- ( ( y e. I /\ z e. I ) -> 2 # 0 )
44	38, 40, 41, 43	mulcanap2d 8689	. . . . . 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 2583	. . 3 |- A. y e. I A. z e. I ( ( F ` y ) = ( F ` z ) -> y = z )
48		dff13 5815	. . 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 944	. 2 |- F : I -1-1-> { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
50		oveq1 5929	. . . . . . 7 |- ( j = i -> ( j x. 2 ) = ( i x. 2 ) )
51	50	eqeq2d 2208	. . . . . 6 |- ( j = i -> ( x = ( j x. 2 ) <-> x = ( i x. 2 ) ) )
52	51	cbvrexvw 2734	. . . . 5 |- ( E. j e. I x = ( j x. 2 ) <-> E. i e. I x = ( i x. 2 ) )
53		elfzelz 10100	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> i e. ZZ )
54	7	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( i e. ( A ... B ) -> 2 e. ZZ )
55	53, 54	zmulcld 9454	. . . . . . . . 9 |- ( i e. ( A ... B ) -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
56	55, 5	eleq2s 2291	. . . . . . . 8 |- ( i e. I -> ( i x. 2 ) e. ZZ )
57		eleq1 2259	. . . . . . . 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 2608	. . . . . 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 2312	. . 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 4914	. . 3 |- ran F = { x | E. j e. I x = ( j x. 2 ) }
64		df-rab 2484	. . 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 2227	. 2 |- ran F = { x e. ZZ | E. i e. I x = ( i x. 2 ) }
66		dff1o5 5513	. 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 944	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 1364   e. wcel 2167   {cab 2182   A.wral 2475   E.wrex 2476   {crab 2479   class class class wbr 4033   |-> cmpt 4094   ran crn 4664   -->wf 5254   -1-1->wf1 5255   -1-1-onto->wf1o 5257   ` cfv 5258  (class class class)co 5922   CCcc 7877   0cc0 7879   x. cmul 7884   # cap 8608   2c2 9041   ZZcz 9326   ...cfz 10083

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 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-cnex 7970  ax-resscn 7971  ax-1cn 7972  ax-1re 7973  ax-icn 7974  ax-addcl 7975  ax-addrcl 7976  ax-mulcl 7977  ax-mulrcl 7978  ax-addcom 7979  ax-mulcom 7980  ax-addass 7981  ax-mulass 7982  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-1rid 7986  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-precex 7989  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-apti 7994  ax-pre-ltadd 7995  ax-pre-mulgt0 7996  ax-pre-mulext 7997

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-id 4328  df-po 4331  df-iso 4332  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-riota 5877  df-ov 5925  df-oprab 5926  df-mpo 5927  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-reap 8602  df-ap 8609  df-inn 8991  df-2 9049  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602  df-fz 10084

This theorem is referenced by:  2lgslem1  15332