Theorem ackval1 49611

Description: The Ackermann function at 1. (Contributed by AV, 4-May-2024.)

Assertion

Ref	Expression
ackval1	⊢ (Ack‘1) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 + 2))

Proof of Theorem ackval1

Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		1e0p1 12783	. . 3 ⊢ 1 = (0 + 1)
2	1	fveq2i 6881	. 2 ⊢ (Ack‘1) = (Ack‘(0 + 1))
3		0nn0 12543	. . 3 ⊢ 0 ∈ ℕ0
4		ackvalsuc1mpt 49608	. . 3 ⊢ (0 ∈ ℕ0 → (Ack‘(0 + 1)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1)))
5	3, 4	ax-mp 5	. 2 ⊢ (Ack‘(0 + 1)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1))
6		peano2nn0 12568	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℕ0)
7		1nn0 12544	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ ℕ0
8		ackval0 49610	. . . . . . . 8 ⊢ (Ack‘0) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + 1))
9	8	itcovalpc 49602	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑛 + 1) ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ ℕ0) → ((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1)) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1)))))
10	6, 7, 9	sylancl 598	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1)) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1)))))
11		nn0cn 12538	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
12	6, 11	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
13	12	mullidd 11251	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 · (𝑛 + 1)) = (𝑛 + 1))
14	13	oveq2d 7429	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1))) = (𝑖 + (𝑛 + 1)))
15	14	mpteq2dv 5199	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1)))) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
16	10, 15	eqtrd 2795	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1)) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
17	16	fveq1d 6880	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1) = ((𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1)))‘1))
18		eqidd 2761	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
19		oveq1 7420	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 1 → (𝑖 + (𝑛 + 1)) = (1 + (𝑛 + 1)))
20	19	adantl 487	. . . . 5 ⊢ ((𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑖 = 1) → (𝑖 + (𝑛 + 1)) = (1 + (𝑛 + 1)))
21	7	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℕ0)
22		ovexd 7448	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) ∈ V)
23	18, 20, 21, 22	fvmptd 6994	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1)))‘1) = (1 + (𝑛 + 1)))
24		1cnd 11226	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℂ)
25		nn0cn 12538	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 𝑛 ∈ ℂ)
26		peano2cn 11406	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℂ → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
27	25, 26	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
28	24, 27	addcomd 11436	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) = ((𝑛 + 1) + 1))
29	25, 24, 24	addassd 11255	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 + 1) + 1) = (𝑛 + (1 + 1)))
30		1p1e2 12388	. . . . . . 7 ⊢ (1 + 1) = 2
31	30	oveq2i 7424	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 + (1 + 1)) = (𝑛 + 2)
32	31	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + (1 + 1)) = (𝑛 + 2))
33	28, 29, 32	3eqtrd 2799	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) = (𝑛 + 2))
34	17, 23, 33	3eqtrd 2799	. . 3 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1) = (𝑛 + 2))
35	34	mpteq2ia 5200	. 2 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 + 2))
36	2, 5, 35	3eqtri 2787	1 ⊢ (Ack‘1) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 + 2))

This proof depends on syntax axioms:   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  Vcvv 3450   ↦ cmpt 5186  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413  ℂcc 11122  0cc0 11124  1c1 11125   + caddc 11127   · cmul 11129  2c2 12319  ℕ₀cn0 12528  IterCompcitco 49587  Ackcack 49588

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-inf2 9620  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-2 12327  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12888  df-seq 14066  df-itco 49589  df-ack 49590

This theorem is used by:  ackval2  49612  ackval1012  49620