Theorem cats1un 14850

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 14744	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) ∈ Word 𝑋)
2		wrdf 14643	. . . . 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 14748	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)) = ((♯‘𝐴) + 1))
5	4	oveq2d 7428	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (0..^(♯‘(𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩))) = (0..^((♯‘𝐴) + 1)))
6		lencl 14658	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
7		nn0uz 12984	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 = (ℤ≥‘0)
8	6, 7	eleqtrdi 2871	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘0))
9		fzosplitsn 13891	. . . . . . . 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 2796	. . . . . 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 6685	. . . 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 6702	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
16		wrdf 14643	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ Word 𝑋 → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
17	16	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐴:(0..^(♯‘𝐴))⟶𝑋)
18		eqid 2761	. . . . . 6 ⊢ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩} = {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}
19		fsng 7130	. . . . . 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 13812	. . . . 5 ⊢ ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅
23	22	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((0..^(♯‘𝐴)) ∩ {(♯‘𝐴)}) = ∅)
24		fun 6736	. . . 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 6702	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩}) Fn ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}))
27		elun 4100	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ ((0..^(♯‘𝐴)) ∪ {(♯‘𝐴)}) ↔ (𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴)) ∨ 𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)}))
28		ccats1val1 14754	. . . . . 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 13788	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ (♯‘𝐴) ∈ (0..^(♯‘𝐴))
32		nelne2 3054	. . . . . . . 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 3011	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → (♯‘𝐴) ≠ 𝑥)
35		fvunsn 7176	. . . . . 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 2799	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) ∧ 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝐴))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥))
38		fvexd 6892	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ V)
39		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → 𝐵 ∈ 𝑋)
40	17	fdmd 6712	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → dom 𝐴 = (0..^(♯‘𝐴)))
41	40	eleq2d 2847	. . . . . . . . 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 7184	. . . . . . . 8 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ V ∧ 𝐵 ∈ 𝑋 ∧ ¬ (♯‘𝐴) ∈ dom 𝐴) → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)) = 𝐵)
44	38, 39, 42, 43	syl3anc 1398	. . . . . . 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 14729	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
47	46	adantl 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋)
48		s1len 14733	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) = 1
49		1nn 12327	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 1 ∈ ℕ
50	48, 49	eqeltri 2857	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (♯‘⟨“𝐵”⟩) ∈ ℕ
51		lbfzo0 13814	. . . . . . . . . . 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 14704	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ ⟨“𝐵”⟩ ∈ Word 𝑋 ∧ 0 ∈ (0..^(♯‘⟨“𝐵”⟩))) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
55	45, 47, 53, 54	syl3anc 1398	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = (⟨“𝐵”⟩‘0))
56		s1fv 14738	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑋 → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
57	56	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (⟨“𝐵”⟩‘0) = 𝐵)
58	55, 57	eqtrd 2796	. . . . . . 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 12650	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (♯‘𝐴) ∈ ℂ)
61	60	addlidd 11492	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → (0 + (♯‘𝐴)) = (♯‘𝐴))
62	61	fveq2d 6881	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(0 + (♯‘𝐴))) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
63	44, 58, 62	3eqtr2rd 2803	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑋 ∧ 𝐵 ∈ 𝑋) → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
64		elsni 4601	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → 𝑥 = (♯‘𝐴))
65	64	fveq2d 6881	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘𝑥) = ((𝐴 ++ ⟨“𝐵”⟩)‘(♯‘𝐴)))
66	64	fveq2d 6881	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {(♯‘𝐴)} → ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘𝑥) = ((𝐴 ∪ {⟨(♯‘𝐴), 𝐵⟩})‘(♯‘𝐴)))
67	65, 66	eqeq12d 2777	. . . . . 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 7024	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 2145   ≠ wne 2956  Vcvv 3451   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898  ∅c0 4279  {csn 4584  ⟨cop 4590  dom cdm 5651  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  0cc0 11181  1c1 11182   + caddc 11184  ℕcn 12316  ℕ₀cn0 12587  ℤ_≥cuz 12946  ..^cfzo 13768  ♯chash 14454  Word cword 14638   ++ cconcat 14695  ⟨“cs1 14722

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-hash 14455  df-word 14639  df-concat 14696  df-s1 14723

This theorem is used by:  s2prop  15038  s3tpop  15040  s4prop  15041  pgpfaclem1  20277  vdegp1ai  30099  vdegp1bi  30100  wwlksnext  30464