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

Theorem algrf 16610
Description: An algorithm is a step function 𝐹:𝑆𝑆 on a state space 𝑆. An algorithm acts on an initial state 𝐴𝑆 by iteratively applying 𝐹 to give 𝐴, (𝐹𝐴), (𝐹‘(𝐹𝐴)) and so on. An algorithm is said to halt if a fixed point of 𝐹 is reached after a finite number of iterations.

The algorithm iterator 𝑅:ℕ0𝑆 "runs" the algorithm 𝐹 so that (𝑅𝑘) is the state after 𝑘 iterations of 𝐹 on the initial state 𝐴.

Domain and codomain of the algorithm iterator 𝑅. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 28-May-2014.)

Hypotheses
Ref Expression
algrf.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
algrf.2 𝑅 = seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴}))
algrf.3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
algrf.4 (𝜑𝐴𝑆)
algrf.5 (𝜑𝐹:𝑆𝑆)
Assertion
Ref Expression
algrf (𝜑𝑅:𝑍𝑆)

Proof of Theorem algrf
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 algrf.1 . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 algrf.3 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
3 algrf.4 . . . . 5 (𝜑𝐴𝑆)
4 fvconst2g 7222 . . . . 5 ((𝐴𝑆𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) = 𝐴)
53, 4sylan 580 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) = 𝐴)
63adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐴𝑆)
75, 6eqeltrd 2841 . . 3 ((𝜑𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) ∈ 𝑆)
8 vex 3484 . . . . 5 𝑥 ∈ V
9 vex 3484 . . . . 5 𝑦 ∈ V
108, 9opco1i 8150 . . . 4 (𝑥(𝐹 ∘ 1st )𝑦) = (𝐹𝑥)
11 algrf.5 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑆𝑆)
12 simpl 482 . . . . 5 ((𝑥𝑆𝑦𝑆) → 𝑥𝑆)
13 ffvelcdm 7101 . . . . 5 ((𝐹:𝑆𝑆𝑥𝑆) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
1411, 12, 13syl2an 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
1510, 14eqeltrid 2845 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥(𝐹 ∘ 1st )𝑦) ∈ 𝑆)
161, 2, 7, 15seqf 14064 . 2 (𝜑 → seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴})):𝑍𝑆)
17 algrf.2 . . 3 𝑅 = seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴}))
1817feq1i 6727 . 2 (𝑅:𝑍𝑆 ↔ seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴})):𝑍𝑆)
1916, 18sylibr 234 1 (𝜑𝑅:𝑍𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wcel 2108  {csn 4626   × cxp 5683  ccom 5689  wf 6557  cfv 6561  (class class class)co 7431  1st c1st 8012  cz 12613  cuz 12878  seqcseq 14042
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-seq 14043
This theorem is referenced by:  alginv  16612  algcvg  16613  algcvga  16616  algfx  16617  eucalgcvga  16623  eucalg  16624  ovolicc2lem2  25553  ovolicc2lem3  25554  ovolicc2lem4  25555  bfplem1  37829  bfplem2  37830
  Copyright terms: Public domain W3C validator