Theorem cats1un 14074

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 13961	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) ∈ Word 𝑋)
2		wrdf 13862	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) ∈ Word 𝑋 → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):(0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)))⟶𝑋)
3	1, 2	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩):(0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)))⟶𝑋)
4		ccatws1len 13965	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)) = ((♯‘𝐴) + 1))
5	4	oveq2d 7151	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = (0..^((♯‘𝐴) + 1)))
6		lencl 13876	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
7		nn0uz 12268	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
8	6, 7	eleqtrdi 2900	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘0))
9		fzosplitsn 13140	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘0) → (0..^((♯‘𝐴) + 1)) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
10	8, 9	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^((♯‘𝐴) + 1)) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
11	5, 10	eqtrd 2833	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
12	11	adantr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
13	12	feq2d 6473	. . . 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 6488	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
16		wrdf 13862	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
17	16	adantr 484	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
18		eqid 2798	. . . . . 6 ⊢ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩} = {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}
19		fsng 6876	. . . . . 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 583	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}:{(♯‘𝐴)}⟶{𝐵})
22		fzodisjsn 13070	. . . . 5 ⊢ ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅
23	22	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅)
24		fun 6514	. . . 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 836	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}):((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})⟶(𝑋 ∪ {𝐵}))
26	25	ffnd 6488	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
27		elun 4076	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}) ↔ (𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∨ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)}))
28		ccats1val1 13972	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
29	28	adantlr 714	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
30		simpr 488	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)))
31		fzonel 13046	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))
32		nelne2 3084	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∧ ¬ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ≠ (♯‘𝐴))
33	30, 31, 32	sylancl 589	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → 𝑥 ≠ (♯‘𝐴))
34	33	necomd 3042	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → (♯‘𝐴) ≠ 𝑥)
35		fvunsn 6918	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐴) ≠ 𝑥 → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
36	34, 35	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = (𝐴‘𝑥))
37	29, 36	eqtr4d 2836	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
38		fvexd 6660	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ V)
39		simpr 488	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ 𝑋)
40	17	fdmd 6497	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → dom 𝐴 = (0..^(♯‘𝐴)))
41	40	eleq2d 2875	. . . . . . . . 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 6926	. . . . . . . 8 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ V ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ¬ (♯‘𝐴) ∈ dom 𝐴) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)) = 𝐵)
44	38, 39, 42, 43	syl3anc 1368	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)) = 𝐵)
45		simpl 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴 ∈ Word 𝑋)
46		s1cl 13947	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
47	46	adantl 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
48		s1len 13951	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) = 1
49		1nn 11636	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℕ
50	48, 49	eqeltri 2886	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) ∈ ℕ
51		lbfzo0 13072	. . . . . . . . . . 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 13924	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋 ∧ 0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
55	45, 47, 53, 54	syl3anc 1368	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
56		s1fv 13955	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
57	56	adantl 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
58	55, 57	eqtrd 2833	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = 𝐵)
59	6	adantr 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
60	59	nn0cnd 11945	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ ℂ)
61	60	addid2d 10830	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (0 + (♯‘𝐴)) = (♯‘𝐴))
62	61	fveq2d 6649	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
63	44, 58, 62	3eqtr2rd 2840	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
64		elsni 4542	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → 𝑥 = (♯‘𝐴))
65	64	fveq2d 6649	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
66	64	fveq2d 6649	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
67	65, 66	eqeq12d 2814	. . . . . 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 410	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)}) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
70	37, 69	jaodan 955	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ (𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∨ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)})) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
71	27, 70	sylan2b 596	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)})) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
72	15, 26, 71	eqfnfvd 6782	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) = (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   ∨ wo 844   = wceq 1538   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2987  Vcvv 3441   ∪ cun 3879   ∩ cin 3880  ∅c0 4243  {csn 4525  ⟨cop 4531  dom cdm 5519  ⟶wf 6320  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135  0cc0 10526  1c1 10527   + caddc 10529  ℕcn 11625  ℕ₀cn0 11885  ℤ_≥cuz 12231  ..^cfzo 13028  ♯chash 13686  Word cword 13857   ++ cconcat 13913  ⟨“cs1 13940

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 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603

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 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-nel 3092  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-oadd 8089  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-card 9352  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-nn 11626  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-fz 12886  df-fzo 13029  df-hash 13687  df-word 13858  df-concat 13914  df-s1 13941

This theorem is referenced by:  s2prop  14260  s3tpop  14262  s4prop  14263  pgpfaclem1  19196  vdegp1ai  27326  vdegp1bi  27327  wwlksnext  27679