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Theorem cats1un 11192
Description: Express a word with an extra symbol as the union of the word and the new value. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2016.)
Assertion
Ref Expression
cats1un  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> )  =  ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) )

Proof of Theorem cats1un
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ccatws1cl 11104 . . . . 5  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> )  e. Word  X
)
2 wrdf 11017 . . . . 5  |-  ( ( A ++  <" B "> )  e. Word  X  -> 
( A ++  <" B "> ) : ( 0..^ ( `  ( A ++  <" B "> ) ) ) --> X )
31, 2syl 14 . . . 4  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> ) : ( 0..^ ( `  ( A ++  <" B "> ) ) ) --> X )
4 ccatws1leng 11106 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( `  ( A ++  <" B "> ) )  =  ( ( `  A )  +  1 ) )
54oveq2d 5972 . . . . . 6  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( 0..^ ( `  ( A ++  <" B "> ) ) )  =  ( 0..^ ( ( `  A )  +  1 ) ) )
6 lencl 11015 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e. Word  X  ->  ( `  A )  e.  NN0 )
7 nn0uz 9698 . . . . . . . . 9  |-  NN0  =  ( ZZ>= `  0 )
86, 7eleqtrdi 2299 . . . . . . . 8  |-  ( A  e. Word  X  ->  ( `  A )  e.  (
ZZ>= `  0 ) )
9 fzosplitsn 10379 . . . . . . . 8  |-  ( ( `  A )  e.  (
ZZ>= `  0 )  -> 
( 0..^ ( ( `  A )  +  1 ) )  =  ( ( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) )
108, 9syl 14 . . . . . . 7  |-  ( A  e. Word  X  ->  (
0..^ ( ( `  A
)  +  1 ) )  =  ( ( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) )
1110adantr 276 . . . . . 6  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( 0..^ ( ( `  A )  +  1 ) )  =  ( ( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) )
125, 11eqtrd 2239 . . . . 5  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( 0..^ ( `  ( A ++  <" B "> ) ) )  =  ( ( 0..^ ( `  A ) )  u. 
{ ( `  A
) } ) )
1312feq2d 5422 . . . 4  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A ++  <" B "> ) : ( 0..^ ( `  ( A ++  <" B "> ) ) ) --> X  <->  ( A ++  <" B "> ) : ( ( 0..^ ( `  A )
)  u.  { ( `  A ) } ) --> X ) )
143, 13mpbid 147 . . 3  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> ) : ( ( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) --> X )
1514ffnd 5435 . 2  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> )  Fn  (
( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) )
16 wrdf 11017 . . . . 5  |-  ( A  e. Word  X  ->  A : ( 0..^ ( `  A ) ) --> X )
1716adantr 276 . . . 4  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  A : ( 0..^ ( `  A )
) --> X )
18 eqid 2206 . . . . . 6  |-  { <. ( `  A ) ,  B >. }  =  { <. ( `  A ) ,  B >. }
19 fsng 5765 . . . . . 6  |-  ( ( ( `  A )  e.  NN0  /\  B  e.  X )  ->  ( { <. ( `  A ) ,  B >. } : {
( `  A ) } --> { B }  <->  { <. ( `  A ) ,  B >. }  =  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) )
2018, 19mpbiri 168 . . . . 5  |-  ( ( ( `  A )  e.  NN0  /\  B  e.  X )  ->  { <. ( `  A ) ,  B >. } : { ( `  A ) } --> { B } )
216, 20sylan 283 . . . 4  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  { <. ( `  A ) ,  B >. } : {
( `  A ) } --> { B } )
22 fzodisjsn 10321 . . . . 5  |-  ( ( 0..^ ( `  A
) )  i^i  {
( `  A ) } )  =  (/)
2322a1i 9 . . . 4  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( 0..^ ( `  A ) )  i^i 
{ ( `  A
) } )  =  (/) )
24 fun 5458 . . . 4  |-  ( ( ( A : ( 0..^ ( `  A
) ) --> X  /\  {
<. ( `  A ) ,  B >. } : {
( `  A ) } --> { B } )  /\  ( ( 0..^ ( `  A )
)  i^i  { ( `  A ) } )  =  (/) )  ->  ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) : ( ( 0..^ ( `  A
) )  u.  {
( `  A ) } ) --> ( X  u.  { B } ) )
2517, 21, 23, 24syl21anc 1249 . . 3  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) : ( ( 0..^ ( `  A ) )  u. 
{ ( `  A
) } ) --> ( X  u.  { B } ) )
2625ffnd 5435 . 2  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } )  Fn  ( ( 0..^ ( `  A ) )  u. 
{ ( `  A
) } ) )
27 elun 3318 . . 3  |-  ( x  e.  ( ( 0..^ ( `  A )
)  u.  { ( `  A ) } )  <-> 
( x  e.  ( 0..^ ( `  A
) )  \/  x  e.  { ( `  A
) } ) )
28 ccats1val1g 11109 . . . . . 6  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A )
) )  ->  (
( A ++  <" B "> ) `  x
)  =  ( A `
 x ) )
29283expa 1206 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  -> 
( ( A ++  <" B "> ) `  x )  =  ( A `  x ) )
30 vex 2776 . . . . . 6  |-  x  e. 
_V
31 simpr 110 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  ->  x  e.  ( 0..^ ( `  A )
) )
32 fzonel 10298 . . . . . . . 8  |-  -.  ( `  A )  e.  ( 0..^ ( `  A
) )
33 nelne2 2468 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  ( 0..^ ( `  A )
)  /\  -.  ( `  A )  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  ->  x  =/=  ( `  A
) )
3431, 32, 33sylancl 413 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  ->  x  =/=  ( `  A
) )
3534necomd 2463 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  -> 
( `  A )  =/=  x )
36 fvunsng 5790 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  _V  /\  ( `  A )  =/=  x )  ->  (
( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x )  =  ( A `  x ) )
3730, 35, 36sylancr 414 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  -> 
( ( A  u.  {
<. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x )  =  ( A `  x ) )
3829, 37eqtr4d 2242 . . . 4  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) )  -> 
( ( A ++  <" B "> ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x ) )
396elexd 2787 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e. Word  X  ->  ( `  A )  e.  _V )
4039adantr 276 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( `  A )  e.  _V )
41 simpr 110 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  B  e.  X )
4217fdmd 5441 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  dom  A  =  ( 0..^ ( `  A
) ) )
4342eleq2d 2276 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( `  A
)  e.  dom  A  <->  ( `  A )  e.  ( 0..^ ( `  A
) ) ) )
4432, 43mtbiri 677 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  -.  ( `  A
)  e.  dom  A
)
45 fsnunfv 5797 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( `  A )  e.  _V  /\  B  e.  X  /\  -.  ( `  A )  e.  dom  A )  ->  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  ( `  A ) )  =  B )
4640, 41, 44, 45syl3anc 1250 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A  u.  {
<. ( `  A ) ,  B >. } ) `  ( `  A ) )  =  B )
47 simpl 109 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  A  e. Word  X )
48 s1cl 11093 . . . . . . . . . 10  |-  ( B  e.  X  ->  <" B ">  e. Word  X )
4948adantl 277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  <" B ">  e. Word  X )
50 s1leng 11096 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( B  e.  X  ->  ( ` 
<" B "> )  =  1 )
51 1nn 9062 . . . . . . . . . . . 12  |-  1  e.  NN
5250, 51eqeltrdi 2297 . . . . . . . . . . 11  |-  ( B  e.  X  ->  ( ` 
<" B "> )  e.  NN )
53 lbfzo0 10322 . . . . . . . . . . 11  |-  ( 0  e.  ( 0..^ ( `  <" B "> ) )  <->  ( `  <" B "> )  e.  NN )
5452, 53sylibr 134 . . . . . . . . . 10  |-  ( B  e.  X  ->  0  e.  ( 0..^ ( `  <" B "> )
) )
5554adantl 277 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  0  e.  ( 0..^ ( `  <" B "> ) ) )
56 ccatval3 11073 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  <" B ">  e. Word  X  /\  0  e.  ( 0..^ ( `  <" B "> )
) )  ->  (
( A ++  <" B "> ) `  (
0  +  ( `  A
) ) )  =  ( <" B "> `  0 )
)
5747, 49, 55, 56syl3anc 1250 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( 0  +  ( `  A ) ) )  =  ( <" B "> `  0 )
)
58 s1fv 11098 . . . . . . . . 9  |-  ( B  e.  X  ->  ( <" B "> `  0 )  =  B )
5958adantl 277 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( <" B "> `  0 )  =  B )
6057, 59eqtrd 2239 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( 0  +  ( `  A ) ) )  =  B )
616adantr 276 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( `  A )  e.  NN0 )
6261nn0cnd 9365 . . . . . . . . 9  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( `  A )  e.  CC )
6362addlidd 8237 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( 0  +  ( `  A ) )  =  ( `  A )
)
6463fveq2d 5592 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( 0  +  ( `  A ) ) )  =  ( ( A ++ 
<" B "> ) `  ( `  A
) ) )
6546, 60, 643eqtr2rd 2246 . . . . . 6  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( `  A )
)  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  ( `  A ) ) )
66 elsni 3655 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  { ( `  A
) }  ->  x  =  ( `  A )
)
6766fveq2d 5592 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  { ( `  A
) }  ->  (
( A ++  <" B "> ) `  x
)  =  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( `  A
) ) )
6866fveq2d 5592 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  { ( `  A
) }  ->  (
( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  ( `  A ) ) )
6967, 68eqeq12d 2221 . . . . . 6  |-  ( x  e.  { ( `  A
) }  ->  (
( ( A ++  <" B "> ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x )  <->  ( ( A ++  <" B "> ) `  ( `  A
) )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  ( `  A ) ) ) )
7065, 69syl5ibrcom 157 . . . . 5  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( x  e.  {
( `  A ) }  ->  ( ( A ++ 
<" B "> ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x
) ) )
7170imp 124 . . . 4  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  { ( `  A ) } )  ->  (
( A ++  <" B "> ) `  x
)  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x
) )
7238, 71jaodan 799 . . 3  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  ( x  e.  ( 0..^ ( `  A
) )  \/  x  e.  { ( `  A
) } ) )  ->  ( ( A ++ 
<" B "> ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x
) )
7327, 72sylan2b 287 . 2  |-  ( ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X
)  /\  x  e.  ( ( 0..^ ( `  A ) )  u. 
{ ( `  A
) } ) )  ->  ( ( A ++ 
<" B "> ) `  x )  =  ( ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) `  x
) )
7415, 26, 73eqfnfvd 5692 1  |-  ( ( A  e. Word  X  /\  B  e.  X )  ->  ( A ++  <" B "> )  =  ( A  u.  { <. ( `  A ) ,  B >. } ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 104    \/ wo 710    = wceq 1373    e. wcel 2177    =/= wne 2377   _Vcvv 2773    u. cun 3168    i^i cin 3169   (/)c0 3464   {csn 3637   <.cop 3640   dom cdm 4682   -->wf 5275   ` cfv 5279  (class class class)co 5956   0cc0 7940   1c1 7941    + caddc 7943   NNcn 9051   NN0cn0 9310   ZZ>=cuz 9663  ..^cfzo 10279  ♯chash 10937  Word cword 11011   ++ cconcat 11064   <"cs1 11087
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-coll 4166  ax-sep 4169  ax-nul 4177  ax-pow 4225  ax-pr 4260  ax-un 4487  ax-setind 4592  ax-iinf 4643  ax-cnex 8031  ax-resscn 8032  ax-1cn 8033  ax-1re 8034  ax-icn 8035  ax-addcl 8036  ax-addrcl 8037  ax-mulcl 8038  ax-addcom 8040  ax-addass 8042  ax-distr 8044  ax-i2m1 8045  ax-0lt1 8046  ax-0id 8048  ax-rnegex 8049  ax-cnre 8051  ax-pre-ltirr 8052  ax-pre-ltwlin 8053  ax-pre-lttrn 8054  ax-pre-apti 8055  ax-pre-ltadd 8056
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  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 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3622  df-sn 3643  df-pr 3644  df-op 3646  df-uni 3856  df-int 3891  df-iun 3934  df-br 4051  df-opab 4113  df-mpt 4114  df-tr 4150  df-id 4347  df-iord 4420  df-on 4422  df-ilim 4423  df-suc 4425  df-iom 4646  df-xp 4688  df-rel 4689  df-cnv 4690  df-co 4691  df-dm 4692  df-rn 4693  df-res 4694  df-ima 4695  df-iota 5240  df-fun 5281  df-fn 5282  df-f 5283  df-f1 5284  df-fo 5285  df-f1o 5286  df-fv 5287  df-riota 5911  df-ov 5959  df-oprab 5960  df-mpo 5961  df-1st 6238  df-2nd 6239  df-recs 6403  df-frec 6489  df-1o 6514  df-er 6632  df-en 6840  df-dom 6841  df-fin 6842  df-pnf 8124  df-mnf 8125  df-xr 8126  df-ltxr 8127  df-le 8128  df-sub 8260  df-neg 8261  df-inn 9052  df-n0 9311  df-z 9388  df-uz 9664  df-fz 10146  df-fzo 10280  df-ihash 10938  df-word 11012  df-concat 11065  df-s1 11088
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