ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  seq3shft GIF version

Theorem seq3shft 11626
Description: Shifting the index set of a sequence. (Contributed by NM, 17-Mar-2005.) (Revised by Jim Kingdon, 17-Oct-2022.)
Hypotheses
Ref Expression
seq3shft.ex (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
seq3shft.m (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
seq3shft.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
seq3shft.fn ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
seq3shft.pl ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
Assertion
Ref Expression
seq3shft (𝜑 → seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁)) = (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑀,𝑦   𝑥,𝑁,𝑦   𝑥, + ,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem seq3shft
Dummy variables 𝑎 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2238 . . . 4 (ℤ≥‘𝑀) = (ℤ≥‘𝑀)
2 seq3shft.m . . . 4 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3 seq3shft.ex . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
43adantr 276 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝐹 ∈ 𝑉)
5 seq3shft.n . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
65zcnd 9781 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
76adantr 276 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℂ)
8 eluzelz 9948 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑥 ∈ ℤ)
98adantl 277 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑥 ∈ ℤ)
109zcnd 9781 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑥 ∈ ℂ)
11 shftvalg 11624 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑥 ∈ ℂ) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑥) = (𝐹‘(𝑥 − 𝑁)))
124, 7, 10, 11syl3anc 1278 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑥) = (𝐹‘(𝑥 − 𝑁)))
13 fveq2 5698 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑥 − 𝑁) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘(𝑥 − 𝑁)))
1413eleq1d 2307 . . . . . 6 (𝑎 = (𝑥 − 𝑁) → ((𝐹‘𝑎) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘(𝑥 − 𝑁)) ∈ 𝑆))
15 seq3shft.fn . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
1615ralrimiva 2623 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
17 fveq2 5698 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑎 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑎))
1817eleq1d 2307 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑎 → ((𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘𝑎) ∈ 𝑆))
1918cbvralv 2786 . . . . . . . 8 (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝑆)
2016, 19sylib 122 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝑆)
2120adantr 276 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝑆)
222, 5zsubcld 9785 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 − 𝑁) ∈ ℤ)
2322adantr 276 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑀 − 𝑁) ∈ ℤ)
245adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℤ)
259, 24zsubcld 9785 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑥 − 𝑁) ∈ ℤ)
262zred 9780 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℝ)
2726adantr 276 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑀 ∈ ℝ)
289zred 9780 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑥 ∈ ℝ)
2924zred 9780 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℝ)
30 eluzle 9951 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑀 ≤ 𝑥)
3130adantl 277 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑀 ≤ 𝑥)
3227, 28, 29, 31lesub1dd 8897 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑀 − 𝑁) ≤ (𝑥 − 𝑁))
33 eluz2 9944 . . . . . . 7 ((𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)) ↔ ((𝑀 − 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑥 − 𝑁) ∈ ℤ ∧ (𝑀 − 𝑁) ≤ (𝑥 − 𝑁)))
3423, 25, 32, 33syl3anbrc 1212 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)))
3514, 21, 34rspcdva 2934 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘(𝑥 − 𝑁)) ∈ 𝑆)
3612, 35eqeltrd 2315 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑥) ∈ 𝑆)
37 seq3shft.pl . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
381, 2, 36, 37seqf 10923 . . 3 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁)):(ℤ≥‘𝑀)⟶𝑆)
3938ffnd 5537 . 2 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁)) Fn (ℤ≥‘𝑀))
40 eqid 2238 . . . . . 6 (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)) = (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))
4140, 22, 15, 37seqf 10923 . . . . 5 (𝜑 → seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹):(ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))⟶𝑆)
4241ffnd 5537 . . . 4 (𝜑 → seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)))
43 seqex 10908 . . . . 5 seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) ∈ V
4443shftfn 11612 . . . 4 ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) Fn (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)) ∧ 𝑁 ∈ ℂ) → (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁) Fn {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))})
4542, 6, 44syl2anc 415 . . 3 (𝜑 → (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁) Fn {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))})
46 shftuz 11605 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑀 − 𝑁) ∈ ℤ) → {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))} = (ℤ≥‘((𝑀 − 𝑁) + 𝑁)))
475, 22, 46syl2anc 415 . . . . 5 (𝜑 → {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))} = (ℤ≥‘((𝑀 − 𝑁) + 𝑁)))
482zcnd 9781 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
4948, 6npcand 8649 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 − 𝑁) + 𝑁) = 𝑀)
5049fveq2d 5702 . . . . 5 (𝜑 → (ℤ≥‘((𝑀 − 𝑁) + 𝑁)) = (ℤ≥‘𝑀))
5147, 50eqtrd 2271 . . . 4 (𝜑 → {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))} = (ℤ≥‘𝑀))
5251fneq2d 5475 . . 3 (𝜑 → ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁) Fn {𝑥 ∈ ℂ ∣ (𝑥 − 𝑁) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))} ↔ (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁) Fn (ℤ≥‘𝑀)))
5345, 52mpbid 147 . 2 (𝜑 → (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁) Fn (ℤ≥‘𝑀))
5448, 6negsubd 8651 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 + -𝑁) = (𝑀 − 𝑁))
5554adantr 276 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑀 + -𝑁) = (𝑀 − 𝑁))
5655seqeq1d 10912 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → seq(𝑀 + -𝑁)( + , 𝐹) = seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹))
57 eluzelcn 9950 . . . . . 6 (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → 𝑧 ∈ ℂ)
5857adantl 277 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑧 ∈ ℂ)
596adantr 276 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℂ)
6058, 59negsubd 8651 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝑧 + -𝑁) = (𝑧 − 𝑁))
6156, 60fveq12d 5705 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (seq(𝑀 + -𝑁)( + , 𝐹)‘(𝑧 + -𝑁)) = (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹)‘(𝑧 − 𝑁)))
62 simpr 110 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
635adantr 276 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → 𝑁 ∈ ℤ)
6463znegcld 9782 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → -𝑁 ∈ ℤ)
653ad2antrr 492 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → 𝐹 ∈ 𝑉)
6659adantr 276 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → 𝑁 ∈ ℂ)
67 elfzelz 10446 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (𝑀...𝑧) → 𝑦 ∈ ℤ)
6867adantl 277 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → 𝑦 ∈ ℤ)
6968zcnd 9781 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → 𝑦 ∈ ℂ)
70 shftvalg 11624 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑦 ∈ ℂ) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑦) = (𝐹‘(𝑦 − 𝑁)))
7165, 66, 69, 70syl3anc 1278 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑦) = (𝐹‘(𝑦 − 𝑁)))
7269, 66negsubd 8651 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → (𝑦 + -𝑁) = (𝑦 − 𝑁))
7372fveq2d 5702 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → (𝐹‘(𝑦 + -𝑁)) = (𝐹‘(𝑦 − 𝑁)))
7471, 73eqtr4d 2274 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ (𝑀...𝑧)) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑦) = (𝐹‘(𝑦 + -𝑁)))
7536adantlr 481 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((𝐹 shift 𝑁)‘𝑥) ∈ 𝑆)
76 simpll 531 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁))) → 𝜑)
77 simpr 110 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁))) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁)))
7854fveq2d 5702 . . . . . . . 8 (𝜑 → (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁)) = (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)))
7978eleq2d 2308 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁)) ↔ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))))
8079ad2antrr 492 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁))) → (𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁)) ↔ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁))))
8177, 80mpbid 147 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁))) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 − 𝑁)))
8276, 81, 15syl2anc 415 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + -𝑁))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
8337adantlr 481 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
8462, 64, 74, 75, 82, 83seq3shft2 10940 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁))‘𝑧) = (seq(𝑀 + -𝑁)( + , 𝐹)‘(𝑧 + -𝑁)))
85 shftvalg 11624 . . . 4 ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) ∈ V ∧ 𝑁 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁)‘𝑧) = (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹)‘(𝑧 − 𝑁)))
8643, 59, 58, 85mp3an2i 1383 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁)‘𝑧) = (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹)‘(𝑧 − 𝑁)))
8761, 84, 863eqtr4d 2281 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁))‘𝑧) = ((seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁)‘𝑧))
8839, 53, 87eqfnfvd 5812 1 (𝜑 → seq𝑀( + , (𝐹 shift 𝑁)) = (seq(𝑀 − 𝑁)( + , 𝐹) shift 𝑁))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528  {crab 2532  Vcvv 2821   class class class wbr 4131   Fn wfn 5375  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088  ℂcc 8184  ℝcr 8185   + caddc 8189   ≤ cle 8368   − cmin 8505   -cneg 8506  ℤcz 9656  ℤ≥cuz 9938  ...cfz 10429  seqcseq 10906   shift cshi 11602
This proof depends on 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 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8277  ax-resscn 8278  ax-1cn 8279  ax-1re 8280  ax-icn 8281  ax-addcl 8282  ax-addrcl 8283  ax-mulcl 8284  ax-addcom 8286  ax-addass 8288  ax-distr 8290  ax-i2m1 8291  ax-0lt1 8292  ax-0id 8294  ax-rnegex 8295  ax-cnre 8297  ax-pre-ltirr 8298  ax-pre-ltwlin 8299  ax-pre-lttrn 8300  ax-pre-ltadd 8302
This proof 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 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-recs 6580  df-frec 6666  df-pnf 8369  df-mnf 8370  df-xr 8371  df-ltxr 8372  df-le 8373  df-sub 8507  df-neg 8508  df-inn 9315  df-n0 9576  df-z 9657  df-uz 9939  df-fz 10430  df-seqfrec 10907  df-shft 11603
This theorem is used by:  iser3shft  12138  eftlub  12483
  Copyright terms: Public domain W3C validator