Theorem iseqovex 10567

Description: Closure of a function used in proving sequence builder theorems. This can be thought of as a lemma for the small number of sequence builder theorems which need it. (Contributed by Jim Kingdon, 31-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
iseqovex.f	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
iseqovex.pl	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)

Assertion

Ref	Expression
iseqovex	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) ∈ 𝑆)

Distinct variable groups:   𝑤,𝐹,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤, + ,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝑆,𝑥,𝑦,𝑧   𝜑,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝑀,𝑥,𝑧

Allowed substitution hint:   𝑀(𝑦)

Proof of Theorem iseqovex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqidd 2197	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1)))) = (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1)))))
2		simprr 531	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑦)) → 𝑤 = 𝑦)
3		simprl 529	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑦)) → 𝑧 = 𝑥)
4	3	oveq1d 5940	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑦)) → (𝑧 + 1) = (𝑥 + 1))
5	4	fveq2d 5565	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑦)) → (𝐹‘(𝑧 + 1)) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
6	2, 5	oveq12d 5943	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑦)) → (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
7		simprl 529	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
8		simprr 531	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → 𝑦 ∈ 𝑆)
9		iseqovex.pl	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
10	9	caovclg 6080	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆)) → (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)
11	10	adantlr 477	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑧 ∈ 𝑆 ∧ 𝑤 ∈ 𝑆)) → (𝑧 + 𝑤) ∈ 𝑆)
12		fveq2 5561	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 = (𝑥 + 1) → (𝐹‘𝑧) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
13	12	eleq1d 2265	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = (𝑥 + 1) → ((𝐹‘𝑧) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆))
14		iseqovex.f	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
15	14	ralrimiva 2570	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
16		fveq2 5561	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑧))
17	16	eleq1d 2265	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘𝑧) ∈ 𝑆))
18	17	cbvralv 2729	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑧) ∈ 𝑆)
19	15, 18	sylib 122	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑧) ∈ 𝑆)
20	19	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → ∀𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑧) ∈ 𝑆)
21		peano2uz 9674	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
22	7, 21	syl 14	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
23	13, 20, 22	rspcdva 2873	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆)
24	11, 8, 23	caovcld 6081	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝑆)
25	1, 6, 7, 8, 24	ovmpod 6054	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
26	25, 24	eqeltrd 2273	1 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) ∈ 𝑆)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∀wral 2475  ‘cfv 5259  (class class class)co 5925   ∈ cmpo 5927  1c1 7897   + caddc 7899  ℤ_≥cuz 9618

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-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-addcom 7996  ax-addass 7998  ax-distr 8000  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-cnre 8007  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltwlin 8009  ax-pre-lttrn 8010  ax-pre-ltadd 8012

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-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-xr 8082  df-ltxr 8083  df-le 8084  df-sub 8216  df-neg 8217  df-inn 9008  df-n0 9267  df-z 9344  df-uz 9619

This theorem is referenced by:  seq3val  10569  seq3-1  10571  seq3p1  10574