Theorem ackval1 49494

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 12769	. . 3 ⊢ 1 = (0 + 1)
2	1	fveq2i 6888	. 2 ⊢ (Ack‘1) = (Ack‘(0 + 1))
3		0nn0 12530	. . 3 ⊢ 0 ∈ ℕ0
4		ackvalsuc1mpt 49491	. . 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 12555	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℕ0)
7		1nn0 12531	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ ℕ0
8		ackval0 49493	. . . . . . . 8 ⊢ (Ack‘0) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + 1))
9	8	itcovalpc 49485	. . . . . . 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 12525	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑛 + 1) ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
12	6, 11	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
13	12	mullidd 11238	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 · (𝑛 + 1)) = (𝑛 + 1))
14	13	oveq2d 7432	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1))) = (𝑖 + (𝑛 + 1)))
15	14	mpteq2dv 5207	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (1 · (𝑛 + 1)))) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
16	10, 15	eqtrd 2800	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1)) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
17	16	fveq1d 6887	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1) = ((𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1)))‘1))
18		eqidd 2766	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))) = (𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1))))
19		oveq1 7423	. . . . . 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 7451	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) ∈ V)
23	18, 20, 21, 22	fvmptd 7001	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑖 ∈ ℕ0 ↦ (𝑖 + (𝑛 + 1)))‘1) = (1 + (𝑛 + 1)))
24		1cnd 11213	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 1 ∈ ℂ)
25		nn0cn 12525	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → 𝑛 ∈ ℂ)
26		peano2cn 11393	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 ∈ ℂ → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
27	25, 26	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + 1) ∈ ℂ)
28	24, 27	addcomd 11423	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) = ((𝑛 + 1) + 1))
29	25, 24, 24	addassd 11242	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → ((𝑛 + 1) + 1) = (𝑛 + (1 + 1)))
30		1p1e2 12375	. . . . . . 7 ⊢ (1 + 1) = 2
31	30	oveq2i 7427	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 + (1 + 1)) = (𝑛 + 2)
32	31	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑛 + (1 + 1)) = (𝑛 + 2))
33	28, 29, 32	3eqtrd 2804	. . . 4 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (1 + (𝑛 + 1)) = (𝑛 + 2))
34	17, 23, 33	3eqtrd 2804	. . 3 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 → (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1) = (𝑛 + 2))
35	34	mpteq2ia 5208	. 2 ⊢ (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (((IterComp‘(Ack‘0))‘(𝑛 + 1))‘1)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 + 2))
36	2, 5, 35	3eqtri 2792	1 ⊢ (Ack‘1) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 + 2))

This proof depends on syntax axioms:   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457   ↦ cmpt 5194  ‘cfv 6540  (class class class)co 7416  ℂcc 11109  0cc0 11111  1c1 11112   + caddc 11114   · cmul 11116  2c2 12306  ℕ₀cn0 12515  IterCompcitco 49470  Ackcack 49471

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738  ax-inf2 9613  ax-cnex 11167  ax-resscn 11168  ax-1cn 11169  ax-icn 11170  ax-addcl 11171  ax-addrcl 11172  ax-mulcl 11173  ax-mulrcl 11174  ax-mulcom 11175  ax-addass 11176  ax-mulass 11177  ax-distr 11178  ax-i2m1 11179  ax-1ne0 11180  ax-1rid 11181  ax-rnegex 11182  ax-rrecex 11183  ax-cnre 11184  ax-pre-lttri 11185  ax-pre-lttrn 11186  ax-pre-ltadd 11187  ax-pre-mulgt0 11188

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11454  df-neg 11455  df-nn 12245  df-2 12314  df-n0 12516  df-z 12603  df-uz 12874  df-seq 14051  df-itco 49472  df-ack 49473

This theorem is used by:  ackval2  49495  ackval1012  49503