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Theorem frecuzrdgdomlem 10509
Description: The domain of the result of the recursive definition generator on upper integers. (Contributed by Jim Kingdon, 24-Apr-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
frecuzrdgrclt.c (𝜑𝐶 ∈ ℤ)
frecuzrdgrclt.a (𝜑𝐴𝑆)
frecuzrdgrclt.t (𝜑𝑆𝑇)
frecuzrdgrclt.f ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ𝐶) ∧ 𝑦𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
frecuzrdgrclt.r 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ𝐶), 𝑦𝑇 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥𝐹𝑦)⟩), ⟨𝐶, 𝐴⟩)
frecuzrdgdomlem.g 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
Assertion
Ref Expression
frecuzrdgdomlem (𝜑 → dom ran 𝑅 = (ℤ𝐶))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐶,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑇,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝑅,𝑦   𝑥,𝐺,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem frecuzrdgdomlem
Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 frecuzrdgrclt.c . . . . . 6 (𝜑𝐶 ∈ ℤ)
2 frecuzrdgrclt.a . . . . . 6 (𝜑𝐴𝑆)
3 frecuzrdgrclt.t . . . . . 6 (𝜑𝑆𝑇)
4 frecuzrdgrclt.f . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ𝐶) ∧ 𝑦𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
5 frecuzrdgrclt.r . . . . . 6 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ𝐶), 𝑦𝑇 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥𝐹𝑦)⟩), ⟨𝐶, 𝐴⟩)
61, 2, 3, 4, 5frecuzrdgrclt 10507 . . . . 5 (𝜑𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆))
7 frn 5416 . . . . 5 (𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆) → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
86, 7syl 14 . . . 4 (𝜑 → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
9 dmss 4865 . . . 4 (ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆) → dom ran 𝑅 ⊆ dom ((ℤ𝐶) × 𝑆))
108, 9syl 14 . . 3 (𝜑 → dom ran 𝑅 ⊆ dom ((ℤ𝐶) × 𝑆))
11 dmxpss 5100 . . 3 dom ((ℤ𝐶) × 𝑆) ⊆ (ℤ𝐶)
1210, 11sstrdi 3195 . 2 (𝜑 → dom ran 𝑅 ⊆ (ℤ𝐶))
138adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
14 ffun 5410 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆) → Fun 𝑅)
156, 14syl 14 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → Fun 𝑅)
1615adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → Fun 𝑅)
17 frecuzrdgdomlem.g . . . . . . . . . . . . 13 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
181, 17frec2uzf1od 10498 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶))
19 f1ocnvdm 5828 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶) ∧ 𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ ω)
2018, 19sylan 283 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ ω)
21 fdm 5413 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆) → dom 𝑅 = ω)
226, 21syl 14 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → dom 𝑅 = ω)
2322adantr 276 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → dom 𝑅 = ω)
2420, 23eleqtrrd 2276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ dom 𝑅)
25 fvelrn 5693 . . . . . . . . . 10 ((Fun 𝑅 ∧ (𝐺𝑣) ∈ dom 𝑅) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ran 𝑅)
2616, 24, 25syl2anc 411 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ran 𝑅)
2713, 26sseldd 3184 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
28 1st2nd2 6233 . . . . . . . 8 ((𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ((ℤ𝐶) × 𝑆) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) = ⟨(1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))), (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
2927, 28syl 14 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) = ⟨(1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))), (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
301adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝐶 ∈ ℤ)
312adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝐴𝑆)
323adantr 276 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝑆𝑇)
334adantlr 477 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) ∧ (𝑥 ∈ (ℤ𝐶) ∧ 𝑦𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
3430, 31, 32, 33, 5, 20, 17frecuzrdgg 10508 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) = (𝐺‘(𝐺𝑣)))
35 f1ocnvfv2 5825 . . . . . . . . . 10 ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶) ∧ 𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺‘(𝐺𝑣)) = 𝑣)
3618, 35sylan 283 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺‘(𝐺𝑣)) = 𝑣)
3734, 36eqtrd 2229 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) = 𝑣)
3837opeq1d 3814 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ⟨(1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))), (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ = ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
3929, 38eqtrd 2229 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) = ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
4039, 26eqeltrrd 2274 . . . . 5 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ ∈ ran 𝑅)
41 simpr 110 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝑣 ∈ (ℤ𝐶))
42 xp2nd 6224 . . . . . . 7 ((𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ((ℤ𝐶) × 𝑆) → (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆)
4327, 42syl 14 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆)
44 opeldmg 4871 . . . . . 6 ((𝑣 ∈ (ℤ𝐶) ∧ (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆) → (⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ ∈ ran 𝑅𝑣 ∈ dom ran 𝑅))
4541, 43, 44syl2anc 411 . . . . 5 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ ∈ ran 𝑅𝑣 ∈ dom ran 𝑅))
4640, 45mpd 13 . . . 4 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝑣 ∈ dom ran 𝑅)
4746ex 115 . . 3 (𝜑 → (𝑣 ∈ (ℤ𝐶) → 𝑣 ∈ dom ran 𝑅))
4847ssrdv 3189 . 2 (𝜑 → (ℤ𝐶) ⊆ dom ran 𝑅)
4912, 48eqssd 3200 1 (𝜑 → dom ran 𝑅 = (ℤ𝐶))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104   = wceq 1364  wcel 2167  wss 3157  cop 3625  cmpt 4094  ωcom 4626   × cxp 4661  ccnv 4662  dom cdm 4663  ran crn 4664  Fun wfun 5252  wf 5254  1-1-ontowf1o 5257  cfv 5258  (class class class)co 5922  cmpo 5924  1st c1st 6196  2nd c2nd 6197  freccfrec 6448  1c1 7880   + caddc 7882  cz 9326  cuz 9601
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-coll 4148  ax-sep 4151  ax-nul 4159  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573  ax-iinf 4624  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-addcom 7979  ax-addass 7981  ax-distr 7983  ax-i2m1 7984  ax-0lt1 7985  ax-0id 7987  ax-rnegex 7988  ax-cnre 7990  ax-pre-ltirr 7991  ax-pre-ltwlin 7992  ax-pre-lttrn 7993  ax-pre-ltadd 7995
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-nul 3451  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-int 3875  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-iord 4401  df-on 4403  df-ilim 4404  df-suc 4406  df-iom 4627  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-1st 6198  df-2nd 6199  df-recs 6363  df-frec 6449  df-pnf 8063  df-mnf 8064  df-xr 8065  df-ltxr 8066  df-le 8067  df-sub 8199  df-neg 8200  df-inn 8991  df-n0 9250  df-z 9327  df-uz 9602
This theorem is referenced by:  frecuzrdgdom  10510
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