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Theorem crctcshwlkn0lem3 27015
Description: Lemma for crctcshwlkn0 27024. (Contributed by AV, 12-Mar-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
crctcshwlkn0lem.s (𝜑𝑆 ∈ (1..^𝑁))
crctcshwlkn0lem.q 𝑄 = (𝑥 ∈ (0...𝑁) ↦ if(𝑥 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)), (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁))))
Assertion
Ref Expression
crctcshwlkn0lem3 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → (𝑄𝐽) = (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐽   𝑥,𝑁   𝑥,𝑃   𝑥,𝑆   𝜑,𝑥
Allowed substitution hint:   𝑄(𝑥)

Proof of Theorem crctcshwlkn0lem3
StepHypRef Expression
1 crctcshwlkn0lem.q . . . 4 𝑄 = (𝑥 ∈ (0...𝑁) ↦ if(𝑥 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)), (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁))))
21a1i 11 . . 3 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → 𝑄 = (𝑥 ∈ (0...𝑁) ↦ if(𝑥 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)), (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁)))))
3 breq1 4814 . . . . 5 (𝑥 = 𝐽 → (𝑥 ≤ (𝑁𝑆) ↔ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
4 fvoveq1 6869 . . . . 5 (𝑥 = 𝐽 → (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)) = (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)))
5 oveq1 6853 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐽 → (𝑥 + 𝑆) = (𝐽 + 𝑆))
65fvoveq1d 6868 . . . . 5 (𝑥 = 𝐽 → (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁)) = (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁)))
73, 4, 6ifbieq12d 4272 . . . 4 (𝑥 = 𝐽 → if(𝑥 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)), (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁))) = if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))))
87adantl 473 . . 3 (((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) ∧ 𝑥 = 𝐽) → if(𝑥 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝑥 + 𝑆)), (𝑃‘((𝑥 + 𝑆) − 𝑁))) = if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))))
9 crctcshwlkn0lem.s . . . . . 6 (𝜑𝑆 ∈ (1..^𝑁))
10 0zd 11640 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → 0 ∈ ℤ)
11 elfzoel2 12682 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
12 elfzoelz 12683 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → 𝑆 ∈ ℤ)
1311, 12zsubcld 11739 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → (𝑁𝑆) ∈ ℤ)
1413peano2zd 11737 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ)
15 elfzo1 12731 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) ↔ (𝑆 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 < 𝑁))
16 nnre 11286 . . . . . . . . . 10 (𝑆 ∈ ℕ → 𝑆 ∈ ℝ)
17 nnre 11286 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
18 posdif 10779 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑆 < 𝑁 ↔ 0 < (𝑁𝑆)))
19 0red 10301 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → 0 ∈ ℝ)
20 resubcl 10603 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝑆 ∈ ℝ) → (𝑁𝑆) ∈ ℝ)
2120ancoms 450 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑁𝑆) ∈ ℝ)
22 ltle 10384 . . . . . . . . . . . . 13 ((0 ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑆) ∈ ℝ) → (0 < (𝑁𝑆) → 0 ≤ (𝑁𝑆)))
2319, 21, 22syl2anc 579 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (0 < (𝑁𝑆) → 0 ≤ (𝑁𝑆)))
2421lep1d 11213 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑁𝑆) ≤ ((𝑁𝑆) + 1))
25 1red 10298 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → 1 ∈ ℝ)
2621, 25readdcld 10327 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℝ)
27 letr 10389 . . . . . . . . . . . . . 14 ((0 ∈ ℝ ∧ (𝑁𝑆) ∈ ℝ ∧ ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℝ) → ((0 ≤ (𝑁𝑆) ∧ (𝑁𝑆) ≤ ((𝑁𝑆) + 1)) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
2819, 21, 26, 27syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → ((0 ≤ (𝑁𝑆) ∧ (𝑁𝑆) ≤ ((𝑁𝑆) + 1)) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
2924, 28mpan2d 685 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (0 ≤ (𝑁𝑆) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
3023, 29syld 47 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (0 < (𝑁𝑆) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
3118, 30sylbid 231 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → (𝑆 < 𝑁 → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
3216, 17, 31syl2an 589 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ) → (𝑆 < 𝑁 → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
33323impia 1145 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑆 < 𝑁) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1))
3415, 33sylbi 208 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1))
35 eluz2 11897 . . . . . . 7 (((𝑁𝑆) + 1) ∈ (ℤ‘0) ↔ (0 ∈ ℤ ∧ ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 0 ≤ ((𝑁𝑆) + 1)))
3610, 14, 34, 35syl3anbrc 1443 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ((𝑁𝑆) + 1) ∈ (ℤ‘0))
379, 36syl 17 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑁𝑆) + 1) ∈ (ℤ‘0))
38 fzss1 12592 . . . . 5 (((𝑁𝑆) + 1) ∈ (ℤ‘0) → (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
3937, 38syl 17 . . . 4 (𝜑 → (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁) ⊆ (0...𝑁))
4039sselda 3763 . . 3 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → 𝐽 ∈ (0...𝑁))
41 fvex 6392 . . . . 5 (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)) ∈ V
42 fvex 6392 . . . . 5 (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁)) ∈ V
4341, 42ifex 4293 . . . 4 if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))) ∈ V
4443a1i 11 . . 3 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))) ∈ V)
452, 8, 40, 44fvmptd 6481 . 2 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → (𝑄𝐽) = if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))))
46 elfz2 12545 . . . . . 6 (𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁) ↔ ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽𝐽𝑁)))
47 zre 11632 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑆 ∈ ℤ → 𝑆 ∈ ℝ)
48 zre 11632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐽 ∈ ℤ → 𝐽 ∈ ℝ)
49 zre 11632 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
5048, 49anim12i 606 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ))
51 simprr 789 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → 𝑁 ∈ ℝ)
52 simpl 474 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → 𝑆 ∈ ℝ)
5351, 52resubcld 10716 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → (𝑁𝑆) ∈ ℝ)
5453ltp1d 11212 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → (𝑁𝑆) < ((𝑁𝑆) + 1))
55 1red 10298 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → 1 ∈ ℝ)
5653, 55readdcld 10327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℝ)
57 simpl 474 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ) → 𝐽 ∈ ℝ)
5857adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → 𝐽 ∈ ℝ)
59 ltletr 10387 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑁𝑆) ∈ ℝ ∧ ((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℝ ∧ 𝐽 ∈ ℝ) → (((𝑁𝑆) < ((𝑁𝑆) + 1) ∧ ((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽) → (𝑁𝑆) < 𝐽))
6053, 56, 58, 59syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → (((𝑁𝑆) < ((𝑁𝑆) + 1) ∧ ((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽) → (𝑁𝑆) < 𝐽))
6154, 60mpand 686 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → (𝑁𝑆) < 𝐽))
6253, 58ltnled 10442 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → ((𝑁𝑆) < 𝐽 ↔ ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
6361, 62sylibd 230 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑆 ∈ ℝ ∧ (𝐽 ∈ ℝ ∧ 𝑁 ∈ ℝ)) → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
6447, 50, 63syl2an 589 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑆 ∈ ℤ ∧ (𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ)) → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
6564expcom 402 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐽 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ ℤ → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
6665ancoms 450 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ ℤ → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
67663adant1 1160 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ ℤ → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
6867com12 32 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ∈ ℤ → ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
6912, 68syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
7069com13 88 . . . . . . . . 9 (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽 → ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
7170adantr 472 . . . . . . . 8 ((((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽𝐽𝑁) → ((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) → (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))))
7271impcom 396 . . . . . . 7 (((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽𝐽𝑁)) → (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
7372com12 32 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → (((((𝑁𝑆) + 1) ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐽 ∈ ℤ) ∧ (((𝑁𝑆) + 1) ≤ 𝐽𝐽𝑁)) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
7446, 73syl5bi 233 . . . . 5 (𝑆 ∈ (1..^𝑁) → (𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
759, 74syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆)))
7675imp 395 . . 3 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → ¬ 𝐽 ≤ (𝑁𝑆))
7776iffalsed 4256 . 2 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → if(𝐽 ≤ (𝑁𝑆), (𝑃‘(𝐽 + 𝑆)), (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁))) = (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁)))
7845, 77eqtrd 2799 1 ((𝜑𝐽 ∈ (((𝑁𝑆) + 1)...𝑁)) → (𝑄𝐽) = (𝑃‘((𝐽 + 𝑆) − 𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  Vcvv 3350  wss 3734  ifcif 4245   class class class wbr 4811  cmpt 4890  cfv 6070  (class class class)co 6846  cr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   + caddc 10196   < clt 10332  cle 10333  cmin 10524  cn 11278  cz 11628  cuz 11891  ...cfz 12538  ..^cfzo 12678
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-er 7951  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-nn 11279  df-n0 11543  df-z 11629  df-uz 11892  df-fz 12539  df-fzo 12679
This theorem is referenced by:  crctcshwlkn0lem5  27017  crctcshwlkn0lem6  27018
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