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Theorem frecuzrdgdomlem 10832
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 10830 . . . . 5 (𝜑𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆))
7 frn 5537 . . . . 5 (𝑅:ω⟶((ℤ𝐶) × 𝑆) → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
86, 7syl 14 . . . 4 (𝜑 → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
9 dmss 4975 . . . 4 (ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆) → dom ran 𝑅 ⊆ dom ((ℤ𝐶) × 𝑆))
108, 9syl 14 . . 3 (𝜑 → dom ran 𝑅 ⊆ dom ((ℤ𝐶) × 𝑆))
11 dmxpss 5213 . . 3 dom ((ℤ𝐶) × 𝑆) ⊆ (ℤ𝐶)
1210, 11sstrdi 3260 . 2 (𝜑 → dom ran 𝑅 ⊆ (ℤ𝐶))
138adantr 276 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ran 𝑅 ⊆ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
14 ffun 5531 . . . . . . . . . . . 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 10821 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶))
19 f1ocnvdm 5977 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶) ∧ 𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ ω)
2018, 19sylan 283 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ ω)
21 fdm 5534 . . . . . . . . . . . . 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 2318 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺𝑣) ∈ dom 𝑅)
25 fvelrn 5830 . . . . . . . . . 10 ((Fun 𝑅 ∧ (𝐺𝑣) ∈ dom 𝑅) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ran 𝑅)
2616, 24, 25syl2anc 415 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ran 𝑅)
2713, 26sseldd 3249 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ((ℤ𝐶) × 𝑆))
28 1st2nd2 6399 . . . . . . . 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 481 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) ∧ (𝑥 ∈ (ℤ𝐶) ∧ 𝑦𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
3430, 31, 32, 33, 5, 20, 17frecuzrdgg 10831 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) = (𝐺‘(𝐺𝑣)))
35 f1ocnvfv2 5974 . . . . . . . . . 10 ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ𝐶) ∧ 𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺‘(𝐺𝑣)) = 𝑣)
3618, 35sylan 283 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝐺‘(𝐺𝑣)) = 𝑣)
3734, 36eqtrd 2271 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) = 𝑣)
3837opeq1d 3905 . . . . . . 7 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ⟨(1st ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))), (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ = ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
3929, 38eqtrd 2271 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (𝑅‘(𝐺𝑣)) = ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩)
4039, 26eqeltrrd 2316 . . . . 5 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → ⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ ∈ ran 𝑅)
41 simpr 110 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → 𝑣 ∈ (ℤ𝐶))
42 xp2nd 6390 . . . . . . 7 ((𝑅‘(𝐺𝑣)) ∈ ((ℤ𝐶) × 𝑆) → (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆)
4327, 42syl 14 . . . . . 6 ((𝜑𝑣 ∈ (ℤ𝐶)) → (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆)
44 opeldmg 4981 . . . . . 6 ((𝑣 ∈ (ℤ𝐶) ∧ (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣))) ∈ 𝑆) → (⟨𝑣, (2nd ‘(𝑅‘(𝐺𝑣)))⟩ ∈ ran 𝑅𝑣 ∈ dom ran 𝑅))
4541, 43, 44syl2anc 415 . . . . 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 3254 . 2 (𝜑 → (ℤ𝐶) ⊆ dom ran 𝑅)
4912, 48eqssd 3265 1 (𝜑 → dom ran 𝑅 = (ℤ𝐶))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104   = wceq 1402  wcel 2209  wss 3220  cop 3708  cmpt 4187  ωcom 4732   × cxp 4767  ccnv 4768  dom cdm 4769  ran crn 4770  Fun wfun 5366  wf 5368  1-1-ontowf1o 5371  cfv 5372  (class class class)co 6075  cmpo 6077  1st c1st 6362  2nd c2nd 6363  freccfrec 6651  1c1 8170   + caddc 8172  cz 9623  cuz 9900
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 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4241  ax-sep 4244  ax-nul 4254  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573  ax-setind 4679  ax-iinf 4730  ax-cnex 8260  ax-resscn 8261  ax-1cn 8262  ax-1re 8263  ax-icn 8264  ax-addcl 8265  ax-addrcl 8266  ax-mulcl 8267  ax-addcom 8269  ax-addass 8271  ax-distr 8273  ax-i2m1 8274  ax-0lt1 8275  ax-0id 8277  ax-rnegex 8278  ax-cnre 8280  ax-pre-ltirr 8281  ax-pre-ltwlin 8282  ax-pre-lttrn 8283  ax-pre-ltadd 8285
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-op 3714  df-uni 3931  df-int 3966  df-iun 4009  df-br 4126  df-opab 4188  df-mpt 4189  df-tr 4225  df-id 4433  df-iord 4506  df-on 4508  df-ilim 4509  df-suc 4511  df-iom 4733  df-xp 4775  df-rel 4776  df-cnv 4777  df-co 4778  df-dm 4779  df-rn 4780  df-res 4781  df-ima 4782  df-iota 5332  df-fun 5374  df-fn 5375  df-f 5376  df-f1 5377  df-fo 5378  df-f1o 5379  df-fv 5380  df-riota 6028  df-ov 6078  df-oprab 6079  df-mpo 6080  df-1st 6364  df-2nd 6365  df-recs 6566  df-frec 6652  df-pnf 8352  df-mnf 8353  df-xr 8354  df-ltxr 8355  df-le 8356  df-sub 8489  df-neg 8490  df-inn 9284  df-n0 9543  df-z 9624  df-uz 9901
This theorem is referenced by:  frecuzrdgdom  10833
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