ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  seq3clss GIF version

Theorem seq3clss 10396
Description: Closure property of the recursive sequence builder. (Contributed by Jim Kingdon, 28-Sep-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
seq3clss.n (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
seq3clss.ft ((𝜑𝑥 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑇)
seq3clss.fs ((𝜑𝑥 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
seq3clss.scl ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
seq3clss.t (𝜑𝑆𝑇)
seq3clss.tcl ((𝜑 ∧ (𝑥𝑇𝑦𝑇)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑇)
Assertion
Ref Expression
seq3clss (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥, + ,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑇,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem seq3clss
Dummy variables 𝑘 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 seq3clss.n . . 3 (𝜑𝑁 ∈ (ℤ𝑀))
2 eluzfz2 9961 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
31, 2syl 14 . 2 (𝜑𝑁 ∈ (𝑀...𝑁))
4 fveq2 5483 . . . . 5 (𝑤 = 𝑀 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀))
54eleq1d 2233 . . . 4 (𝑤 = 𝑀 → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀) ∈ 𝑆))
65imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 𝑀 → ((𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆) ↔ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀) ∈ 𝑆)))
7 fveq2 5483 . . . . 5 (𝑤 = 𝑘 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘))
87eleq1d 2233 . . . 4 (𝑤 = 𝑘 → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆))
98imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 𝑘 → ((𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆) ↔ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆)))
10 fveq2 5483 . . . . 5 (𝑤 = (𝑘 + 1) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)))
1110eleq1d 2233 . . . 4 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆))
1211imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = (𝑘 + 1) → ((𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆) ↔ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)))
13 fveq2 5483 . . . . 5 (𝑤 = 𝑁 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) = (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁))
1413eleq1d 2233 . . . 4 (𝑤 = 𝑁 → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆 ↔ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ 𝑆))
1514imbi2d 229 . . 3 (𝑤 = 𝑁 → ((𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑤) ∈ 𝑆) ↔ (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ 𝑆)))
16 eluzel2 9465 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ ℤ)
171, 16syl 14 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
18 seq3clss.ft . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑇)
19 seq3clss.tcl . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑇𝑦𝑇)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑇)
2017, 18, 19seq3-1 10389 . . . . 5 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀) = (𝐹𝑀))
21 fveq2 5483 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑀 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑀))
2221eleq1d 2233 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑀 → ((𝐹𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹𝑀) ∈ 𝑆))
23 seq3clss.fs . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
2423ralrimiva 2537 . . . . . 6 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
25 eluzfz1 9960 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → 𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
261, 25syl 14 . . . . . 6 (𝜑𝑀 ∈ (𝑀...𝑁))
2722, 24, 26rspcdva 2833 . . . . 5 (𝜑 → (𝐹𝑀) ∈ 𝑆)
2820, 27eqeltrd 2241 . . . 4 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀) ∈ 𝑆)
2928a1i 9 . . 3 (𝑁 ∈ (ℤ𝑀) → (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑀) ∈ 𝑆))
30 elfzouz 10080 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
3130ad2antlr 481 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → 𝑘 ∈ (ℤ𝑀))
3218adantlr 469 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑇)
3332adantlr 469 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ𝑀)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑇)
3419adantlr 469 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (𝑥𝑇𝑦𝑇)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑇)
3534adantlr 469 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑇𝑦𝑇)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑇)
3631, 33, 35seq3p1 10391 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) = ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) + (𝐹‘(𝑘 + 1))))
37 seq3clss.scl . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
3837adantlr 469 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
3938adantlr 469 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
40 simpr 109 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆)
41 fveq2 5483 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑘 + 1) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘(𝑘 + 1)))
4241eleq1d 2233 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑘 + 1) → ((𝐹𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆))
4324ad2antrr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → ∀𝑥 ∈ (𝑀...𝑁)(𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
44 fzofzp1 10156 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝑘 + 1) ∈ (𝑀...𝑁))
4544ad2antlr 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (𝑘 + 1) ∈ (𝑀...𝑁))
4642, 43, 45rspcdva 2833 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (𝐹‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)
4739, 40, 46caovcld 5989 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) + (𝐹‘(𝑘 + 1))) ∈ 𝑆)
4836, 47eqeltrd 2241 . . . . . 6 (((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)
4948ex 114 . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆))
5049expcom 115 . . . 4 (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) → (𝜑 → ((seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)))
5150a2d 26 . . 3 (𝑘 ∈ (𝑀..^𝑁) → ((𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑘) ∈ 𝑆) → (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘(𝑘 + 1)) ∈ 𝑆)))
526, 9, 12, 15, 29, 51fzind2 10168 . 2 (𝑁 ∈ (𝑀...𝑁) → (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ 𝑆))
533, 52mpcom 36 1 (𝜑 → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103   = wceq 1342  wcel 2135  wral 2442  wss 3114  cfv 5185  (class class class)co 5839  1c1 7748   + caddc 7750  cz 9185  cuz 9460  ...cfz 9938  ..^cfzo 10071  seqcseq 10374
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 1434  ax-7 1435  ax-gen 1436  ax-ie1 1480  ax-ie2 1481  ax-8 1491  ax-10 1492  ax-11 1493  ax-i12 1494  ax-bndl 1496  ax-4 1497  ax-17 1513  ax-i9 1517  ax-ial 1521  ax-i5r 1522  ax-13 2137  ax-14 2138  ax-ext 2146  ax-coll 4094  ax-sep 4097  ax-nul 4105  ax-pow 4150  ax-pr 4184  ax-un 4408  ax-setind 4511  ax-iinf 4562  ax-cnex 7838  ax-resscn 7839  ax-1cn 7840  ax-1re 7841  ax-icn 7842  ax-addcl 7843  ax-addrcl 7844  ax-mulcl 7845  ax-addcom 7847  ax-addass 7849  ax-distr 7851  ax-i2m1 7852  ax-0lt1 7853  ax-0id 7855  ax-rnegex 7856  ax-cnre 7858  ax-pre-ltirr 7859  ax-pre-ltwlin 7860  ax-pre-lttrn 7861  ax-pre-ltadd 7863
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 968  df-3an 969  df-tru 1345  df-fal 1348  df-nf 1448  df-sb 1750  df-eu 2016  df-mo 2017  df-clab 2151  df-cleq 2157  df-clel 2160  df-nfc 2295  df-ne 2335  df-nel 2430  df-ral 2447  df-rex 2448  df-reu 2449  df-rab 2451  df-v 2726  df-sbc 2950  df-csb 3044  df-dif 3116  df-un 3118  df-in 3120  df-ss 3127  df-nul 3408  df-pw 3558  df-sn 3579  df-pr 3580  df-op 3582  df-uni 3787  df-int 3822  df-iun 3865  df-br 3980  df-opab 4041  df-mpt 4042  df-tr 4078  df-id 4268  df-iord 4341  df-on 4343  df-ilim 4344  df-suc 4346  df-iom 4565  df-xp 4607  df-rel 4608  df-cnv 4609  df-co 4610  df-dm 4611  df-rn 4612  df-res 4613  df-ima 4614  df-iota 5150  df-fun 5187  df-fn 5188  df-f 5189  df-f1 5190  df-fo 5191  df-f1o 5192  df-fv 5193  df-riota 5795  df-ov 5842  df-oprab 5843  df-mpo 5844  df-1st 6103  df-2nd 6104  df-recs 6267  df-frec 6353  df-pnf 7929  df-mnf 7930  df-xr 7931  df-ltxr 7932  df-le 7933  df-sub 8065  df-neg 8066  df-inn 8852  df-n0 9109  df-z 9186  df-uz 9461  df-fz 9939  df-fzo 10072  df-seqfrec 10375
This theorem is referenced by:  fsumcl2lem  11333
  Copyright terms: Public domain W3C validator