Theorem nninfsellemeq 13385

Description: Lemma for nninfsel 13388. (Contributed by Jim Kingdon, 9-Aug-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
nninfsel.e	|- E = ( q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) |-> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
nninfsel.q	|- ( ph -> Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) )
nninfsel.1	|- ( ph -> ( Q ` ( E ` Q ) ) = 1o )
nninfsel.n	|- ( ph -> N e. om )
nninfsel.qk	|- ( ph -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
nninfsel.qn	|- ( ph -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )

Assertion

Ref	Expression
nninfsellemeq	|- ( ph -> ( E ` Q ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )

Distinct variable groups:   i, N, k, n   Q, n, k, q   ph, i, n   i, q

Allowed substitution hints:   ph( k, q)   Q( i)   E( i, k, n, q)   N( q)

Proof of Theorem nninfsellemeq

Dummy variable j is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nninfsel.e	. . . . 5 |- E = ( q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) |-> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
2	1	nninfself 13384	. . . 4 |- E : ( 2o ^m ℕ∞ ) -->ℕ∞
3	2	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> E : ( 2o ^m ℕ∞ ) -->ℕ∞ )
4		nninfsel.q	. . 3 |- ( ph -> Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) )
5	3, 4	ffvelrnd 5564	. 2 |- ( ph -> ( E ` Q ) e. ℕ∞ )
6		nninfsel.n	. 2 |- ( ph -> N e. om )
7		fveq1 5428	. . . . . . . . . . 11 |- ( q = Q -> ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) )
8	7	eqeq1d 2149	. . . . . . . . . 10 |- ( q = Q -> ( ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
9	8	ralbidv 2438	. . . . . . . . 9 |- ( q = Q -> ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
10	9	ifbid 3498	. . . . . . . 8 |- ( q = Q -> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) )
11	10	mpteq2dv 4027	. . . . . . 7 |- ( q = Q -> ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
12		omex 4515	. . . . . . . 8 |- om e. _V
13	12	mptex 5654	. . . . . . 7 |- ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) e. _V
14	11, 1, 13	fvmpt 5506	. . . . . 6 |- ( Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
15	4, 14	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
16	15	adantr 274	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> ( E ` Q ) = ( n e. om |-> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) ) )
17		simpr 109	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> n = j )
18		simplr 520	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> j e. N )
19	17, 18	eqeltrd 2217	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> n e. N )
20		nnord 4533	. . . . . . . . 9 |- ( N e. om -> Ord N )
21		vex 2692	. . . . . . . . . 10 |- n e. _V
22		ordelsuc 4429	. . . . . . . . . 10 |- ( ( n e. _V /\ Ord N ) -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
23	21, 22	mpan 421	. . . . . . . . 9 |- ( Ord N -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
24	6, 20, 23	3syl 17	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
25	24	ad2antrr 480	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> ( n e. N <-> suc n C_ N ) )
26	19, 25	mpbid 146	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> suc n C_ N )
27		nninfsel.qk	. . . . . . 7 |- ( ph -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
28	27	ad2antrr 480	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
29		ssralv 3166	. . . . . 6 |- ( suc n C_ N -> ( A. k e. N ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o -> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
30	26, 28, 29	sylc 62	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
31	30	iftrued 3486	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ j e. N ) /\ n = j ) -> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = 1o )
32		simpr 109	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> j e. N )
33	6	adantr 274	. . . . 5 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> N e. om )
34		elnn 4527	. . . . 5 |- ( ( j e. N /\ N e. om ) -> j e. om )
35	32, 33, 34	syl2anc 409	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> j e. om )
36		1onn 6424	. . . . 5 |- 1o e. om
37	36	a1i 9	. . . 4 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> 1o e. om )
38	16, 31, 35, 37	fvmptd 5510	. . 3 |- ( ( ph /\ j e. N ) -> ( ( E ` Q ) ` j ) = 1o )
39	38	ralrimiva 2508	. 2 |- ( ph -> A. j e. N ( ( E ` Q ) ` j ) = 1o )
40	21	sucid 4347	. . . . . . 7 |- n e. suc n
41	40	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n = N ) -> n e. suc n )
42		1n0 6337	. . . . . . . 8 |- 1o =/= (/)
43	42	nesymi 2355	. . . . . . 7 |- -. (/) = 1o
44		simpr 109	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ n = N ) -> n = N )
45	44	eleq2d 2210	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( i e. n <-> i e. N ) )
46	45	ifbid 3498	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ n = N ) -> if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. N , 1o , (/) ) )
47	46	mpteq2dv 4027	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )
48	47	fveq2d 5433	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) )
49		nninfsel.qn	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
50	49	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
51	48, 50	eqtrd 2173	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = (/) )
52	51	eqeq1d 2149	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ n = N ) -> ( ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> (/) = 1o ) )
53	43, 52	mtbiri 665	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ n = N ) -> -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
54		elequ2 1692	. . . . . . . . . . . 12 |- ( k = n -> ( i e. k <-> i e. n ) )
55	54	ifbid 3498	. . . . . . . . . . 11 |- ( k = n -> if ( i e. k , 1o , (/) ) = if ( i e. n , 1o , (/) ) )
56	55	mpteq2dv 4027	. . . . . . . . . 10 |- ( k = n -> ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) )
57	56	fveq2d 5433	. . . . . . . . 9 |- ( k = n -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) )
58	57	eqeq1d 2149	. . . . . . . 8 |- ( k = n -> ( ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
59	58	notbid 657	. . . . . . 7 |- ( k = n -> ( -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
60	59	rspcev 2793	. . . . . 6 |- ( ( n e. suc n /\ -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) -> E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
61	41, 53, 60	syl2anc 409	. . . . 5 |- ( ( ph /\ n = N ) -> E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
62		rexnalim 2428	. . . . 5 |- ( E. k e. suc n -. ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o -> -. A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
63	61, 62	syl 14	. . . 4 |- ( ( ph /\ n = N ) -> -. A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
64	63	iffalsed 3489	. . 3 |- ( ( ph /\ n = N ) -> if ( A. k e. suc n ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. k , 1o , (/) ) ) ) = 1o , 1o , (/) ) = (/) )
65		peano1 4516	. . . 4 |- (/) e. om
66	65	a1i 9	. . 3 |- ( ph -> (/) e. om )
67	15, 64, 6, 66	fvmptd 5510	. 2 |- ( ph -> ( ( E ` Q ) ` N ) = (/) )
68	5, 6, 39, 67	nninfalllemn 13377	1 |- ( ph -> ( E ` Q ) = ( i e. om |-> if ( i e. N , 1o , (/) ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   = wceq 1332   e. wcel 1481   A.wral 2417   E.wrex 2418   _Vcvv 2689   C_ wss 3076   (/)c0 3368   ifcif 3479   |-> cmpt 3997   Ord word 4292   suc csuc 4295   omcom 4512   -->wf 5127   ` cfv 5131  (class class class)co 5782   1oc1o 6314   2oc2o 6315   ^m cmap 6550  ℕ_∞xnninf 7013

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-if 3480  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-iord 4296  df-on 4298  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-1o 6321  df-2o 6322  df-map 6552  df-nninf 7015

This theorem is referenced by:  nninfsellemqall  13386