Theorem fxnn0nninf 10700

Description: A function from NN0* into ℕ_∞. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Jul-2022.) TODO: use infnninf 7322 instead of infnninfOLD 7323. More generally, this theorem and most theorems in this section could use an extended G defined by G = (frec ( ( x e. ZZ |-> ( x + 1 ) ) , 0 ) u. <. om , +oo >. ) and F = ( n e. suc om |-> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) as in nnnninf2 7325.

Hypotheses

Ref	Expression
fxnn0nninf.g	|- G = frec ( ( x e. ZZ |-> ( x + 1 ) ) , 0 )
fxnn0nninf.f	|- F = ( n e. om |-> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) )
fxnn0nninf.i	|- I = ( ( F o. `' G ) u. { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } )

Assertion

Ref	Expression
fxnn0nninf	|- I :NN0* -->ℕ∞

Distinct variable group:   i, n

Allowed substitution hints:   F( x, i, n)   G( x, i, n)   I( x, i, n)

Proof of Theorem fxnn0nninf

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fxnn0nninf.g	. . . . . 6 |- G = frec ( ( x e. ZZ |-> ( x + 1 ) ) , 0 )
2		fxnn0nninf.f	. . . . . 6 |- F = ( n e. om |-> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) )
3	1, 2	fnn0nninf 10699	. . . . 5 |- ( F o. `' G ) : NN0 -->ℕ∞
4		pnfex 8232	. . . . . . . 8 |- +oo e. _V
5		omex 4691	. . . . . . . . 9 |- om e. _V
6		1oex 6589	. . . . . . . . . 10 |- 1o e. _V
7	6	snex 4275	. . . . . . . . 9 |- { 1o } e. _V
8	5, 7	xpex 4842	. . . . . . . 8 |- ( om X. { 1o } ) e. _V
9	4, 8	f1osn 5625	. . . . . . 7 |- { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -1-1-onto-> { ( om X. { 1o } ) }
10		f1of 5583	. . . . . . 7 |- ( { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -1-1-onto-> { ( om X. { 1o } ) } -> { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } --> { ( om X. { 1o } ) } )
11	9, 10	ax-mp 5	. . . . . 6 |- { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } --> { ( om X. { 1o } ) }
12		infnninfOLD 7323	. . . . . . 7 |- ( om X. { 1o } ) e. ℕ∞
13		snssi 3817	. . . . . . 7 |- ( ( om X. { 1o } ) e. ℕ∞ -> { ( om X. { 1o } ) } C_ ℕ∞ )
14	12, 13	ax-mp 5	. . . . . 6 |- { ( om X. { 1o } ) } C_ ℕ∞
15		fss 5494	. . . . . 6 |- ( ( { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } --> { ( om X. { 1o } ) } /\ { ( om X. { 1o } ) } C_ ℕ∞ ) -> { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -->ℕ∞ )
16	11, 14, 15	mp2an 426	. . . . 5 |- { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -->ℕ∞
17	3, 16	pm3.2i 272	. . . 4 |- ( ( F o. `' G ) : NN0 -->ℕ∞ /\ { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -->ℕ∞ )
18		disj 3543	. . . . 5 |- ( ( NN0 i^i { +oo } ) = (/) <-> A. x e. NN0 -. x e. { +oo } )
19		nn0nepnf 9472	. . . . . . 7 |- ( x e. NN0 -> x =/= +oo )
20	19	neneqd 2423	. . . . . 6 |- ( x e. NN0 -> -. x = +oo )
21		elsni 3687	. . . . . 6 |- ( x e. { +oo } -> x = +oo )
22	20, 21	nsyl 633	. . . . 5 |- ( x e. NN0 -> -. x e. { +oo } )
23	18, 22	mprgbir 2590	. . . 4 |- ( NN0 i^i { +oo } ) = (/)
24		fun2 5509	. . . 4 |- ( ( ( ( F o. `' G ) : NN0 -->ℕ∞ /\ { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } : { +oo } -->ℕ∞ ) /\ ( NN0 i^i { +oo } ) = (/) ) -> ( ( F o. `' G ) u. { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } ) : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞ )
25	17, 23, 24	mp2an 426	. . 3 |- ( ( F o. `' G ) u. { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } ) : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞
26		fxnn0nninf.i	. . . 4 |- I = ( ( F o. `' G ) u. { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } )
27	26	feq1i 5475	. . 3 |- ( I : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞ <-> ( ( F o. `' G ) u. { <. +oo , ( om X. { 1o } ) >. } ) : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞ )
28	25, 27	mpbir 146	. 2 |- I : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞
29		df-xnn0 9465	. . 3 |- NN0* = ( NN0 u. { +oo } )
30	29	feq2i 5476	. 2 |- ( I :NN0* -->ℕ∞ <-> I : ( NN0 u. { +oo } ) -->ℕ∞ )
31	28, 30	mpbir 146	1 |- I :NN0* -->ℕ∞

Syntax hints:   -. wn 3   /\ wa 104   = wceq 1397   e. wcel 2202   u. cun 3198   i^i cin 3199   C_ wss 3200   (/)c0 3494   ifcif 3605   {csn 3669   <.cop 3672   |-> cmpt 4150   omcom 4688   X. cxp 4723   `'ccnv 4724   o. ccom 4729   -->wf 5322   -1-1-onto->wf1o 5325  (class class class)co 6017  freccfrec 6555   1oc1o 6574  ℕ_∞xnninf 7317   0cc0 8031   1c1 8032   + caddc 8034   +oocpnf 8210   NN0cn0 9401  NN0*cxnn0 9464   ZZcz 9478

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 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8122  ax-resscn 8123  ax-1cn 8124  ax-1re 8125  ax-icn 8126  ax-addcl 8127  ax-addrcl 8128  ax-mulcl 8129  ax-addcom 8131  ax-addass 8133  ax-distr 8135  ax-i2m1 8136  ax-0lt1 8137  ax-0id 8139  ax-rnegex 8140  ax-cnre 8142  ax-pre-ltirr 8143  ax-pre-ltwlin 8144  ax-pre-lttrn 8145  ax-pre-ltadd 8147

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5970  df-ov 6020  df-oprab 6021  df-mpo 6022  df-recs 6470  df-frec 6556  df-1o 6581  df-2o 6582  df-map 6818  df-nninf 7318  df-pnf 8215  df-mnf 8216  df-xr 8217  df-ltxr 8218  df-le 8219  df-sub 8351  df-neg 8352  df-inn 9143  df-n0 9402  df-xnn0 9465  df-z 9479  df-uz 9755

This theorem is referenced by:  nninfctlemfo  12610