Theorem frecuzrdglem 10215

Description: A helper lemma for the value of a recursive definition generator on upper integers. (Contributed by Jim Kingdon, 26-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
frec2uz.1	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
frec2uz.2	⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
frecuzrdgrrn.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑆)
frecuzrdgrrn.f	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
frecuzrdgrrn.2	⊢ 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝐶), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥𝐹𝑦)⟩), ⟨𝐶, 𝐴⟩)
frecuzrdglem.b	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (ℤ≥‘𝐶))

Assertion

Ref	Expression
frecuzrdglem	⊢ (𝜑 → ⟨𝐵, (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩ ∈ ran 𝑅)

Distinct variable groups:   𝑦,𝐴   𝑥,𝐶,𝑦   𝑦,𝐺   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝑅(𝑥,𝑦)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem frecuzrdglem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frec2uz.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
2		frec2uz.2	. . . 4 ⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
3		frecuzrdgrrn.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑆)
4		frecuzrdgrrn.f	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥𝐹𝑦) ∈ 𝑆)
5		frecuzrdgrrn.2	. . . 4 ⊢ 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝐶), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥𝐹𝑦)⟩), ⟨𝐶, 𝐴⟩)
6	1, 2	frec2uzf1od 10210	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ≥‘𝐶))
7		frecuzrdglem.b	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (ℤ≥‘𝐶))
8		f1ocnvdm 5690	. . . . 5 ⊢ ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ≥‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘𝐶)) → (◡𝐺‘𝐵) ∈ ω)
9	6, 7, 8	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (◡𝐺‘𝐵) ∈ ω)
10	1, 2, 3, 4, 5, 9	frec2uzrdg 10213	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)) = ⟨(𝐺‘(◡𝐺‘𝐵)), (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩)
11		f1ocnvfv2 5687	. . . . 5 ⊢ ((𝐺:ω–1-1-onto→(ℤ≥‘𝐶) ∧ 𝐵 ∈ (ℤ≥‘𝐶)) → (𝐺‘(◡𝐺‘𝐵)) = 𝐵)
12	6, 7, 11	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘(◡𝐺‘𝐵)) = 𝐵)
13	12	opeq1d 3719	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⟨(𝐺‘(◡𝐺‘𝐵)), (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩ = ⟨𝐵, (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩)
14	10, 13	eqtrd 2173	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)) = ⟨𝐵, (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩)
15	1, 2, 3, 4, 5	frecuzrdgrcl 10214	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅:ω⟶((ℤ≥‘𝐶) × 𝑆))
16		ffn 5280	. . . 4 ⊢ (𝑅:ω⟶((ℤ≥‘𝐶) × 𝑆) → 𝑅 Fn ω)
17	15, 16	syl 14	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 Fn ω)
18		fnfvelrn 5560	. . 3 ⊢ ((𝑅 Fn ω ∧ (◡𝐺‘𝐵) ∈ ω) → (𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)) ∈ ran 𝑅)
19	17, 9, 18	syl2anc 409	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)) ∈ ran 𝑅)
20	14, 19	eqeltrrd 2218	1 ⊢ (𝜑 → ⟨𝐵, (2nd ‘(𝑅‘(◡𝐺‘𝐵)))⟩ ∈ ran 𝑅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   = wceq 1332   ∈ wcel 1481  ⟨cop 3535   ↦ cmpt 3997  ωcom 4512   × cxp 4545  ^◡ccnv 4546  ran crn 4548   Fn wfn 5126  ⟶wf 5127  –1-1-onto→wf1o 5130  ‘cfv 5131  (class class class)co 5782   ∈ cmpo 5784  2^nd c2nd 6045  freccfrec 6295  1c1 7645   + caddc 7647  ℤcz 9078  ℤ_≥cuz 9350

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  ax-cnex 7735  ax-resscn 7736  ax-1cn 7737  ax-1re 7738  ax-icn 7739  ax-addcl 7740  ax-addrcl 7741  ax-mulcl 7742  ax-addcom 7744  ax-addass 7746  ax-distr 7748  ax-i2m1 7749  ax-0lt1 7750  ax-0id 7752  ax-rnegex 7753  ax-cnre 7755  ax-pre-ltirr 7756  ax-pre-ltwlin 7757  ax-pre-lttrn 7758  ax-pre-ltadd 7760

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  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-nel 2405  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-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-ilim 4299  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-riota 5738  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-1st 6046  df-2nd 6047  df-recs 6210  df-frec 6296  df-pnf 7826  df-mnf 7827  df-xr 7828  df-ltxr 7829  df-le 7830  df-sub 7959  df-neg 7960  df-inn 8745  df-n0 9002  df-z 9079  df-uz 9351

This theorem is referenced by:  frecuzrdgtcl  10216  frecuzrdgsuc  10218