Theorem frec2uzrand 10666

Description: Range of 𝐺 (see frec2uz0d 10660). (Contributed by Jim Kingdon, 17-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
frec2uz.1	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
frec2uz.2	⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
frec2uzrand	⊢ (𝜑 → ran 𝐺 = (ℤ≥‘𝐶))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐶   𝜑,𝑥

Allowed substitution hint:   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem frec2uzrand

Dummy variables 𝑤 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frec2uz.1	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
2		zex 9487	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℤ ∈ V
3	2	mptex 5879	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)) ∈ V
4		vex 2805	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑧 ∈ V
5	3, 4	fvex 5659	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V
6	5	ax-gen 1497	. . . . . . . 8 ⊢ ∀𝑧((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V
7		frecfnom 6566	. . . . . . . 8 ⊢ ((∀𝑧((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1))‘𝑧) ∈ V ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
8	6, 7	mpan 424	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
9		frec2uz.2	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
10	9	fneq1i 5424	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 Fn ω ↔ frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶) Fn ω)
11	8, 10	sylibr 134	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → 𝐺 Fn ω)
12		fvelrnb 5693	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 Fn ω → (𝑦 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑧 ∈ ω (𝐺‘𝑧) = 𝑦))
13	11, 12	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ran 𝐺 ↔ ∃𝑧 ∈ ω (𝐺‘𝑧) = 𝑦))
14		simpl 109	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝐶 ∈ ℤ)
15		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑧 ∈ ω)
16	14, 9, 15	frec2uzuzd 10663	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶))
17		eleq1 2294	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺‘𝑧) = 𝑦 → ((𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ 𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
18	16, 17	syl5ibcom 155	. . . . . 6 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → ((𝐺‘𝑧) = 𝑦 → 𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
19	18	rexlimdva 2650	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (∃𝑧 ∈ ω (𝐺‘𝑧) = 𝑦 → 𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
20	13, 19	sylbid 150	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ran 𝐺 → 𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
21		eleq1 2294	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝐶 → (𝑤 ∈ ran 𝐺 ↔ 𝐶 ∈ ran 𝐺))
22		eleq1 2294	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝑤 ∈ ran 𝐺 ↔ 𝑦 ∈ ran 𝐺))
23		eleq1 2294	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = (𝑦 + 1) → (𝑤 ∈ ran 𝐺 ↔ (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺))
24		id 19	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → 𝐶 ∈ ℤ)
25	24, 9	frec2uz0d 10660	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝐺‘∅) = 𝐶)
26		peano1 4692	. . . . . . 7 ⊢ ∅ ∈ ω
27		fnfvelrn 5779	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 Fn ω ∧ ∅ ∈ ω) → (𝐺‘∅) ∈ ran 𝐺)
28	11, 26, 27	sylancl 413	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝐺‘∅) ∈ ran 𝐺)
29	25, 28	eqeltrrd 2309	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → 𝐶 ∈ ran 𝐺)
30		eluzel2 9759	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶) → 𝐶 ∈ ℤ)
31	14, 9, 15	frec2uzsucd 10662	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝐺‘suc 𝑧) = ((𝐺‘𝑧) + 1))
32		oveq1 6024	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺‘𝑧) = 𝑦 → ((𝐺‘𝑧) + 1) = (𝑦 + 1))
33	31, 32	sylan9eq 2284	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺‘𝑧) = 𝑦) → (𝐺‘suc 𝑧) = (𝑦 + 1))
34		peano2 4693	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ ω → suc 𝑧 ∈ ω)
35		fnfvelrn 5779	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 Fn ω ∧ suc 𝑧 ∈ ω) → (𝐺‘suc 𝑧) ∈ ran 𝐺)
36	11, 34, 35	syl2an 289	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝐺‘suc 𝑧) ∈ ran 𝐺)
37	36	adantr 276	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺‘𝑧) = 𝑦) → (𝐺‘suc 𝑧) ∈ ran 𝐺)
38	33, 37	eqeltrrd 2309	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) ∧ (𝐺‘𝑧) = 𝑦) → (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺)
39	38	ex 115	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐶 ∈ ℤ ∧ 𝑧 ∈ ω) → ((𝐺‘𝑧) = 𝑦 → (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺))
40	39	rexlimdva 2650	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (∃𝑧 ∈ ω (𝐺‘𝑧) = 𝑦 → (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺))
41	13, 40	sylbid 150	. . . . . 6 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ran 𝐺 → (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺))
42	30, 41	syl 14	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶) → (𝑦 ∈ ran 𝐺 → (𝑦 + 1) ∈ ran 𝐺))
43	21, 22, 23, 22, 29, 42	uzind4 9821	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶) → 𝑦 ∈ ran 𝐺)
44	20, 43	impbid1 142	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ran 𝐺 ↔ 𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
45	44	eqrdv 2229	. 2 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → ran 𝐺 = (ℤ≥‘𝐶))
46	1, 45	syl 14	1 ⊢ (𝜑 → ran 𝐺 = (ℤ≥‘𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105  ∀wal 1395   = wceq 1397   ∈ wcel 2202  ∃wrex 2511  Vcvv 2802  ∅c0 3494   ↦ cmpt 4150  suc csuc 4462  ωcom 4688  ran crn 4726   Fn wfn 5321  ‘cfv 5326  (class class class)co 6017  freccfrec 6555  1c1 8032   + caddc 8034  ℤcz 9478  ℤ_≥cuz 9754

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-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-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-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-z 9479  df-uz 9755

This theorem is referenced by:  frec2uzf1od  10667