Theorem cats1un 14901

Description: Express a word with an extra symbol as the union of the word and the new value. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2016.)

Assertion

Ref	Expression
cats1un	⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) = (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}))

Proof of Theorem cats1un

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ccatws1cl 14795	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) ∈ Word 𝑋)
2		wrdf 14693	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) ∈ Word 𝑋 → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):(0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)))⟶𝑋)
3	1, 2	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):(0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)))⟶𝑋)
4		ccatws1len 14799	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)) = ((♯‘𝐴) + 1))
5	4	oveq2d 7462	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = (0..^((♯‘𝐴) + 1)))
6		lencl 14708	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
7		nn0uz 13033	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
8	6, 7	eleqtrdi 2874	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘0))
9		fzosplitsn 13941	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘0) → (0..^((♯‘𝐴) + 1)) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
10	8, 9	syl 18	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^((♯‘𝐴) + 1)) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
11	5, 10	eqtrd 2798	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
12	11	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
13	12	feq2d 6718	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):(0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)))⟶𝑋 ↔ (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})⟶𝑋))
14	3, 13	mpbid 235	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})⟶𝑋)
15	14	ffnd 6735	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
16		wrdf 14693	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
17	16	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
18		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩} = {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}
19		fsng 7165	. . . . . 6 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ({⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}:{(♯‘𝐴)}⟶{𝐵} ↔ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩} = {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}))
20	18, 19	mpbiri 261	. . . . 5 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}:{(♯‘𝐴)}⟶{𝐵})
21	6, 20	sylan 592	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}:{(♯‘𝐴)}⟶{𝐵})
22		fzodisjsn 13862	. . . . 5 ⊢ ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅
23	22	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅)
24		fun 6769	. . . 4 ⊢ (((𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋 ∧ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}:{(♯‘𝐴)}⟶{𝐵}) ∧ ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}):((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})⟶(𝑋 ∪ {𝐵}))
25	17, 21, 23, 24	syl21anc 851	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}):((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})⟶(𝑋 ∪ {𝐵}))
26	25	ffnd 6735	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
27		elun 4155	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}) ↔ (𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∨ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)}))
28		ccats1val1 14805	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
29	28	adantlr 728	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
30		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)))
31		fzonel 13838	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))
32		nelne2 3057	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∧ ¬ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ≠ (♯‘𝐴))
33	30, 31, 32	sylancl 598	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ≠ (♯‘𝐴))
34	33	necomd 3014	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → (♯‘𝐴) ≠ 𝑥)
35		fvunsn 7210	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐴) ≠ 𝑥 → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
36	34, 35	syl 18	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
37	29, 36	eqtr4d 2801	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
38		fvexd 6926	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ V)
39		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ 𝑋)
40	17	fdmd 6745	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → dom 𝐴 = (0..^(♯‘𝐴)))
41	40	eleq2d 2850	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((♯‘𝐴) ∈ dom 𝐴 ↔ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))))
42	31, 41	mtbiri 330	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ¬ (♯‘𝐴) ∈ dom 𝐴)
43		fsnunfv 7218	. . . . . . . 8 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ V ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ¬ (♯‘𝐴) ∈ dom 𝐴) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)) = 𝐵)
44	38, 39, 42, 43	syl3anc 1399	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)) = 𝐵)
45		simpl 488	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ Word 𝑋)
46		s1cl 14779	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
47	46	adantl 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
48		s1len 14783	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) = 1
49		1nn 12376	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℕ
50	48, 49	eqeltri 2860	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) ∈ ℕ
51		lbfzo0 13864	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩)) ↔ (♯‘⟨“𝐵”⟩) ∈ ℕ)
52	50, 51	mpbir 234	. . . . . . . . . 10 ⊢ 0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩))
53	52	a1i 11	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩)))
54		ccatval3 14754	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋 ∧ 0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
55	45, 47, 53, 54	syl3anc 1399	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
56		s1fv 14789	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
57	56	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
58	55, 57	eqtrd 2798	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = 𝐵)
59	6	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
60	59	nn0cnd 12699	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ ℂ)
61	60	addlidd 11541	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (0 + (♯‘𝐴)) = (♯‘𝐴))
62	61	fveq2d 6915	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
63	44, 58, 62	3eqtr2rd 2805	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
64		elsni 4601	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → 𝑥 = (♯‘𝐴))
65	64	fveq2d 6915	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
66	64	fveq2d 6915	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
67	65, 66	eqeq12d 2779	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → (((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) ↔ ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴))))
68	63, 67	syl5ibrcom 250	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥)))
69	68	imp 412	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)}) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
70	37, 69	jaodan 972	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ (𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∨ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)})) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
71	27, 70	sylan2b 606	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
72	15, 26, 71	eqfnfvd 7058	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) = (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  Vcvv 3454   ∩ cin 4092   ∪ cun 4152  ∅c0 4281  {csn 4588  ⟨cop 4838  dom cdm 5656  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446  0cc0 11230  1c1 11231   + caddc 11233  ℕcn 12365  ℕ₀cn0 12636  ℤ_≥cuz 12995  ..^cfzo 13818  ♯chash 14504  Word cword 14688   ++ cconcat 14745  ⟨“cs1 14772

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-er 8748  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-card 10050  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-nn 12366  df-n0 12637  df-z 12724  df-uz 12996  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-hash 14505  df-word 14689  df-concat 14746  df-s1 14773

This theorem is used by:  s2prop  15090  s3tpop  15092  s4prop  15093  pgpfaclem1  20330  vdegp1ai  30150  vdegp1bi  30151  wwlksnext  30515