MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  algfx Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem algfx 15917
Description: If 𝐹 reaches a fixed point when the countdown function 𝐶 reaches 0, 𝐹 remains fixed after 𝑁 steps. (Contributed by Paul Chapman, 22-Jun-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
algcvga.1 𝐹:𝑆𝑆
algcvga.2 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}))
algcvga.3 𝐶:𝑆⟶ℕ0
algcvga.4 (𝑧𝑆 → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧)))
algcvga.5 𝑁 = (𝐶𝐴)
algfx.6 (𝑧𝑆 → ((𝐶𝑧) = 0 → (𝐹𝑧) = 𝑧))
Assertion
Ref Expression
algfx (𝐴𝑆 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁)))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐶   𝑧,𝐹   𝑧,𝑅   𝑧,𝑆   𝑧,𝐾   𝑧,𝑁
Allowed substitution hint:   𝐴(𝑧)

Proof of Theorem algfx
Dummy variables 𝑘 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 algcvga.5 . . . 4 𝑁 = (𝐶𝐴)
2 algcvga.3 . . . . 5 𝐶:𝑆⟶ℕ0
32ffvelrni 6831 . . . 4 (𝐴𝑆 → (𝐶𝐴) ∈ ℕ0)
41, 3eqeltrid 2897 . . 3 (𝐴𝑆𝑁 ∈ ℕ0)
54nn0zd 12077 . 2 (𝐴𝑆𝑁 ∈ ℤ)
6 uzval 12237 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℤ → (ℤ𝑁) = {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧})
76eleq2d 2878 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) ↔ 𝐾 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}))
87pm5.32i 578 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}))
9 fveqeq2 6658 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑁 → ((𝑅𝑚) = (𝑅𝑁) ↔ (𝑅𝑁) = (𝑅𝑁)))
109imbi2d 344 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑁 → ((𝐴𝑆 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑁)) ↔ (𝐴𝑆 → (𝑅𝑁) = (𝑅𝑁))))
11 fveqeq2 6658 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝑘 → ((𝑅𝑚) = (𝑅𝑁) ↔ (𝑅𝑘) = (𝑅𝑁)))
1211imbi2d 344 . . . . . 6 (𝑚 = 𝑘 → ((𝐴𝑆 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑁)) ↔ (𝐴𝑆 → (𝑅𝑘) = (𝑅𝑁))))
13 fveqeq2 6658 . . . . . . 7 (𝑚 = (𝑘 + 1) → ((𝑅𝑚) = (𝑅𝑁) ↔ (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁)))
1413imbi2d 344 . . . . . 6 (𝑚 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑆 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑁)) ↔ (𝐴𝑆 → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁))))
15 fveqeq2 6658 . . . . . . 7 (𝑚 = 𝐾 → ((𝑅𝑚) = (𝑅𝑁) ↔ (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁)))
1615imbi2d 344 . . . . . 6 (𝑚 = 𝐾 → ((𝐴𝑆 → (𝑅𝑚) = (𝑅𝑁)) ↔ (𝐴𝑆 → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁))))
17 eqidd 2802 . . . . . . 7 (𝐴𝑆 → (𝑅𝑁) = (𝑅𝑁))
1817a1i 11 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐴𝑆 → (𝑅𝑁) = (𝑅𝑁)))
196eleq2d 2878 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℤ → (𝑘 ∈ (ℤ𝑁) ↔ 𝑘 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}))
2019pm5.32i 578 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) ↔ (𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}))
21 eluznn0 12309 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
224, 21sylan 583 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → 𝑘 ∈ ℕ0)
23 nn0uz 12272 . . . . . . . . . . . . . . 15 0 = (ℤ‘0)
24 algcvga.2 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}))
25 0zd 11985 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑆 → 0 ∈ ℤ)
26 id 22 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑆𝐴𝑆)
27 algcvga.1 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐹:𝑆𝑆
2827a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑆𝐹:𝑆𝑆)
2923, 24, 25, 26, 28algrp1 15911 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
3022, 29syldan 594 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
3123, 24, 25, 26, 28algrf 15910 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴𝑆𝑅:ℕ0𝑆)
3231ffvelrnda 6832 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅𝑘) ∈ 𝑆)
3322, 32syldan 594 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑅𝑘) ∈ 𝑆)
34 algcvga.4 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧𝑆 → ((𝐶‘(𝐹𝑧)) ≠ 0 → (𝐶‘(𝐹𝑧)) < (𝐶𝑧)))
3527, 24, 2, 34, 1algcvga 15916 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑆 → (𝑘 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0))
3635imp 410 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0)
37 fveqeq2 6658 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = (𝑅𝑘) → ((𝐶𝑧) = 0 ↔ (𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0))
38 fveq2 6649 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (𝐹𝑧) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
39 id 22 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑧 = (𝑅𝑘) → 𝑧 = (𝑅𝑘))
4038, 39eqeq12d 2817 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = (𝑅𝑘) → ((𝐹𝑧) = 𝑧 ↔ (𝐹‘(𝑅𝑘)) = (𝑅𝑘)))
4137, 40imbi12d 348 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑅𝑘) → (((𝐶𝑧) = 0 → (𝐹𝑧) = 𝑧) ↔ ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐹‘(𝑅𝑘)) = (𝑅𝑘))))
42 algfx.6 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧𝑆 → ((𝐶𝑧) = 0 → (𝐹𝑧) = 𝑧))
4341, 42vtoclga 3525 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → ((𝐶‘(𝑅𝑘)) = 0 → (𝐹‘(𝑅𝑘)) = (𝑅𝑘)))
4433, 36, 43sylc 65 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝐹‘(𝑅𝑘)) = (𝑅𝑘))
4530, 44eqtrd 2836 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑘))
4645eqeq1d 2803 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁) ↔ (𝑅𝑘) = (𝑅𝑁)))
4746biimprd 251 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → ((𝑅𝑘) = (𝑅𝑁) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁)))
4847expcom 417 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐴𝑆 → ((𝑅𝑘) = (𝑅𝑁) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁))))
4948adantl 485 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝐴𝑆 → ((𝑅𝑘) = (𝑅𝑁) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁))))
5020, 49sylbir 238 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}) → (𝐴𝑆 → ((𝑅𝑘) = (𝑅𝑁) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁))))
5150a2d 29 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑘 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}) → ((𝐴𝑆 → (𝑅𝑘) = (𝑅𝑁)) → (𝐴𝑆 → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝑅𝑁))))
5210, 12, 14, 16, 18, 51uzind3 12068 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ {𝑧 ∈ ℤ ∣ 𝑁𝑧}) → (𝐴𝑆 → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁)))
538, 52sylbi 220 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐾 ∈ (ℤ𝑁)) → (𝐴𝑆 → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁)))
5453ex 416 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝐴𝑆 → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁))))
5554com3r 87 . 2 (𝐴𝑆 → (𝑁 ∈ ℤ → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁))))
565, 55mpd 15 1 (𝐴𝑆 → (𝐾 ∈ (ℤ𝑁) → (𝑅𝐾) = (𝑅𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  {crab 3113  {csn 4528   class class class wbr 5033   × cxp 5521  ccom 5527  wf 6324  cfv 6328  (class class class)co 7139  1st c1st 7673  0cc0 10530  1c1 10531   + caddc 10533   < clt 10668  cle 10669  0cn0 11889  cz 11973  cuz 12235  seqcseq 13368
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-nn 11630  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-fz 12890  df-seq 13369
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator