Theorem seqovcd 10398

Description: A closure law for the recursive sequence builder. This is a lemma for theorems such as seqf2 10399 and seq1cd 10400 and is unlikely to be needed once such theorems are proved. (Contributed by Jim Kingdon, 20-Jul-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
seqovcd.f	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
seqovcd.pl	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)

Assertion

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

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

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑤)   𝐷(𝑧,𝑤)   𝐹(𝑦)   𝑀(𝑦)

Proof of Theorem seqovcd

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simprl 521	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
2		simprr 522	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → 𝑦 ∈ 𝐶)
3		seqovcd.pl	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)
4	3	ralrimivva 2548	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐶 ∀𝑦 ∈ 𝐷 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶)
5		oveq1 5849	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑥 + 𝑦) = (𝑎 + 𝑦))
6	5	eleq1d 2235	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ (𝑎 + 𝑦) ∈ 𝐶))
7		oveq2 5850	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝑎 + 𝑦) = (𝑎 + 𝑏))
8	7	eleq1d 2235	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → ((𝑎 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶))
9	6, 8	cbvral2v 2705	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐶 ∀𝑦 ∈ 𝐷 (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝐶 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
10	4, 9	sylib 121	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
11	10	adantr 274	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → ∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶)
12		fveq2 5486	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 = (𝑥 + 1) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
13	12	eleq1d 2235	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = (𝑥 + 1) → ((𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷 ↔ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷))
14		seqovcd.f	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
15	14	ralrimiva 2539	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷)
16		fveq2 5486	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑎))
17	16	eleq1d 2235	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷 ↔ (𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷))
18	17	cbvralv 2692	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑥) ∈ 𝐷 ↔ ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
19	15, 18	sylib 121	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
20	19	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → ∀𝑎 ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1))(𝐹‘𝑎) ∈ 𝐷)
21		eluzp1p1 9491	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
22	1, 21	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘(𝑀 + 1)))
23	13, 20, 22	rspcdva 2835	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷)
24		oveq12 5851	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 = 𝑦 ∧ 𝑏 = (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (𝑎 + 𝑏) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
25	24	eleq1d 2235	. . . . . 6 ⊢ ((𝑎 = 𝑦 ∧ 𝑏 = (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ((𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 ↔ (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
26	25	rspc2gv 2842	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐶 ∧ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝐷) → (∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
27	2, 23, 26	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (∀𝑎 ∈ 𝐶 ∀𝑏 ∈ 𝐷 (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝐶 → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶))
28	11, 27	mpd 13	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶)
29		fvoveq1 5865	. . . . 5 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝐹‘(𝑧 + 1)) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
30	29	oveq2d 5858	. . . 4 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))) = (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
31		oveq1 5849	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
32		eqid 2165	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1)))) = (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))
33	30, 31, 32	ovmpog 5976	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝐶) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
34	1, 2, 28, 33	syl3anc 1228	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
35	34, 28	eqeltrd 2243	1 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝐶 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) ∈ 𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   = wceq 1343   ∈ wcel 2136  ∀wral 2444  ‘cfv 5188  (class class class)co 5842   ∈ cmpo 5844  1c1 7754   + caddc 7756  ℤ_≥cuz 9466

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 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-addcom 7853  ax-addass 7855  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-cnre 7864  ax-pre-ltadd 7869

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-id 4271  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-fv 5196  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-inn 8858  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467

This theorem is referenced by:  seqf2  10399  seq1cd  10400  seqp1cd  10401