Theorem iseqf1olemjpcl 10730

Description: Lemma for seq3f1o 10739. A closure lemma involving 𝐽 and 𝑃. (Contributed by Jim Kingdon, 29-Aug-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
iseqf1olemqf.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝑀...𝑁))
iseqf1olemqf.j	⊢ (𝜑 → 𝐽:(𝑀...𝑁)–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
iseqf1olemqf.q	⊢ 𝑄 = (𝑢 ∈ (𝑀...𝑁) ↦ if(𝑢 ∈ (𝐾...(◡𝐽‘𝐾)), if(𝑢 = 𝐾, 𝐾, (𝐽‘(𝑢 − 1))), (𝐽‘𝑢)))
iseqf1olemjpcl.g	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘𝑥) ∈ 𝑆)
iseqf1olemjpcl.p	⊢ 𝑃 = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)))

Assertion

Ref	Expression
iseqf1olemjpcl	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (⦋𝐽 / 𝑓⦌𝑃‘𝑥) ∈ 𝑆)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐺,𝑓   𝑥,𝐽,𝑓   𝑢,𝐽   𝑢,𝐾   𝑥,𝐾   𝑥,𝑀,𝑓   𝑢,𝑀   𝑓,𝑁,𝑥   𝑢,𝑁   𝑥,𝑄,𝑓   𝑥,𝑆   𝜑,𝑢   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝑃(𝑥,𝑢,𝑓)   𝑄(𝑢)   𝑆(𝑢,𝑓)   𝐺(𝑢)   𝐾(𝑓)

Proof of Theorem iseqf1olemjpcl

Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iseqf1olemjpcl.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)))
2	1	csbeq2i 3151	. . . 4 ⊢ ⦋𝐽 / 𝑓⦌𝑃 = ⦋𝐽 / 𝑓⦌(𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)))
3		iseqf1olemqf.j	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐽:(𝑀...𝑁)–1-1-onto→(𝑀...𝑁))
4		f1of 5572	. . . . . . 7 ⊢ (𝐽:(𝑀...𝑁)–1-1-onto→(𝑀...𝑁) → 𝐽:(𝑀...𝑁)⟶(𝑀...𝑁))
5	3, 4	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐽:(𝑀...𝑁)⟶(𝑀...𝑁))
6		iseqf1olemqf.k	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝑀...𝑁))
7		elfzel1 10220	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
8	6, 7	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
9		elfzel2 10219	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐾 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
10	6, 9	syl 14	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
11	8, 10	fzfigd 10653	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑀...𝑁) ∈ Fin)
12		fex 5868	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽:(𝑀...𝑁)⟶(𝑀...𝑁) ∧ (𝑀...𝑁) ∈ Fin) → 𝐽 ∈ V)
13	5, 11, 12	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐽 ∈ V)
14		nfcvd 2373	. . . . . 6 ⊢ (𝐽 ∈ V → Ⅎ𝑓(𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))))
15		fveq1 5626	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = 𝐽 → (𝑓‘𝑥) = (𝐽‘𝑥))
16	15	fveq2d 5631	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 = 𝐽 → (𝐺‘(𝑓‘𝑥)) = (𝐺‘(𝐽‘𝑥)))
17	16	ifeq1d 3620	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐽 → if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)) = if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)))
18	17	mpteq2dv 4175	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐽 → (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))) = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))))
19	14, 18	csbiegf 3168	. . . . 5 ⊢ (𝐽 ∈ V → ⦋𝐽 / 𝑓⦌(𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))) = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))))
20	13, 19	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ⦋𝐽 / 𝑓⦌(𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝑓‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))) = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))))
21	2, 20	eqtrid 2274	. . 3 ⊢ (𝜑 → ⦋𝐽 / 𝑓⦌𝑃 = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ↦ if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀))))
22		fveq2 5627	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = (𝐽‘𝑥) → (𝐺‘𝑎) = (𝐺‘(𝐽‘𝑥)))
23	22	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = (𝐽‘𝑥) → ((𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆 ↔ (𝐺‘(𝐽‘𝑥)) ∈ 𝑆))
24		iseqf1olemjpcl.g	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐺‘𝑥) ∈ 𝑆)
25	24	ralrimiva 2603	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑥) ∈ 𝑆)
26		fveq2 5627	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝐺‘𝑥) = (𝐺‘𝑎))
27	26	eleq1d 2298	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝐺‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆))
28	27	cbvralv 2765	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆)
29	25, 28	sylib 122	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆)
30	29	ad2antrr 488	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆)
31	5	ad2antrr 488	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝐽:(𝑀...𝑁)⟶(𝑀...𝑁))
32		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑥 ≤ 𝑁)
33		simplr 528	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
34	10	ad2antrr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
35		elfz5 10213	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑥 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ 𝑥 ≤ 𝑁))
36	33, 34, 35	syl2anc 411	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → (𝑥 ∈ (𝑀...𝑁) ↔ 𝑥 ≤ 𝑁))
37	32, 36	mpbird 167	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑥 ∈ (𝑀...𝑁))
38	31, 37	ffvelcdmd 5771	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → (𝐽‘𝑥) ∈ (𝑀...𝑁))
39		elfzuz 10217	. . . . . 6 ⊢ ((𝐽‘𝑥) ∈ (𝑀...𝑁) → (𝐽‘𝑥) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
40	38, 39	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → (𝐽‘𝑥) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
41	23, 30, 40	rspcdva 2912	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ≤ 𝑁) → (𝐺‘(𝐽‘𝑥)) ∈ 𝑆)
42		fveq2 5627	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 𝑀 → (𝐺‘𝑎) = (𝐺‘𝑀))
43	42	eleq1d 2298	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑀 → ((𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆 ↔ (𝐺‘𝑀) ∈ 𝑆))
44	29	ad2antrr 488	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ ¬ 𝑥 ≤ 𝑁) → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐺‘𝑎) ∈ 𝑆)
45	8	ad2antrr 488	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ ¬ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℤ)
46		uzid 9736	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ ℤ → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
47	45, 46	syl 14	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ ¬ 𝑥 ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
48	43, 44, 47	rspcdva 2912	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ ¬ 𝑥 ≤ 𝑁) → (𝐺‘𝑀) ∈ 𝑆)
49		eluzelz 9731	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑥 ∈ ℤ)
50		zdcle 9523	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → DECID 𝑥 ≤ 𝑁)
51	49, 10, 50	syl2anr 290	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → DECID 𝑥 ≤ 𝑁)
52	41, 48, 51	ifcldadc 3632	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)) ∈ 𝑆)
53	21, 52	fvmpt2d 5721	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (⦋𝐽 / 𝑓⦌𝑃‘𝑥) = if(𝑥 ≤ 𝑁, (𝐺‘(𝐽‘𝑥)), (𝐺‘𝑀)))
54	53, 52	eqeltrd 2306	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (⦋𝐽 / 𝑓⦌𝑃‘𝑥) ∈ 𝑆)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105  DECID wdc 839   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  Vcvv 2799  ⦋csb 3124  ifcif 3602   class class class wbr 4083   ↦ cmpt 4145  ^◡ccnv 4718  ⟶wf 5314  –1-1-onto→wf1o 5317  ‘cfv 5318  (class class class)co 6001  Fincfn 6887  1c1 8000   ≤ cle 8182   − cmin 8317  ℤcz 9446  ℤ_≥cuz 9722  ...cfz 10204

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-addcom 8099  ax-addass 8101  ax-distr 8103  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-cnre 8110  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltwlin 8112  ax-pre-lttrn 8113  ax-pre-apti 8114  ax-pre-ltadd 8115

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-if 3603  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-riota 5954  df-ov 6004  df-oprab 6005  df-mpo 6006  df-1st 6286  df-2nd 6287  df-recs 6451  df-frec 6537  df-1o 6562  df-er 6680  df-en 6888  df-fin 6890  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-xr 8185  df-ltxr 8186  df-le 8187  df-sub 8319  df-neg 8320  df-inn 9111  df-n0 9370  df-z 9447  df-uz 9723  df-fz 10205

This theorem is referenced by:  seq3f1olemqsumkj  10733  seq3f1olemqsumk  10734  seq3f1olemqsum  10735