Theorem cshwsiun 16205

Description: The set of (different!) words resulting by cyclically shifting a given word is an indexed union. (Contributed by AV, 19-May-2018.) (Revised by AV, 8-Jun-2018.) (Proof shortened by AV, 8-Nov-2018.)

Hypothesis

Ref	Expression
cshwrepswhash1.m	⊢ 𝑀 = {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤}

Assertion

Ref	Expression
cshwsiun	⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → 𝑀 = ∪ 𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊)){(𝑊 cyclShift 𝑛)})

Distinct variable groups:   𝑛,𝑉,𝑤   𝑛,𝑊,𝑤

Allowed substitution hints:   𝑀(𝑤,𝑛)

Proof of Theorem cshwsiun

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-rab 3099	. . 3 ⊢ {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤} = {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)}
2		eqcom 2785	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤 ↔ 𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛))
3	2	biimpi 208	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤 → 𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛))
4	3	reximi 3192	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤 → ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛))
5	4	adantl 475	. . . . . 6 ⊢ ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤) → ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛))
6		cshwcl 13949	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (𝑊 cyclShift 𝑛) ∈ Word 𝑉)
7	6	adantr 474	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))) → (𝑊 cyclShift 𝑛) ∈ Word 𝑉)
8		eleq1 2847	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ↔ (𝑊 cyclShift 𝑛) ∈ Word 𝑉))
9	7, 8	syl5ibrcom 239	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))) → (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → 𝑤 ∈ Word 𝑉))
10	9	rexlimdva 3213	. . . . . . 7 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → 𝑤 ∈ Word 𝑉))
11		eqcom 2785	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) ↔ (𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)
12	11	biimpi 208	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → (𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)
13	12	reximi 3192	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)
14	10, 13	jca2 509	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) → (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)))
15	5, 14	impbid2 218	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤) ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛)))
16		velsn 4414	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)} ↔ 𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛))
17	16	bicomi 216	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) ↔ 𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)})
18	17	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) ↔ 𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}))
19	18	rexbidv 3237	. . . . 5 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → (∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 = (𝑊 cyclShift 𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}))
20	15, 19	bitrd 271	. . . 4 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → ((𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤) ↔ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}))
21	20	abbidv 2906	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → {𝑤 ∣ (𝑤 ∈ Word 𝑉 ∧ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤)} = {𝑤 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}})
22	1, 21	syl5eq 2826	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤} = {𝑤 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}})
23		cshwrepswhash1.m	. 2 ⊢ 𝑀 = {𝑤 ∈ Word 𝑉 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))(𝑊 cyclShift 𝑛) = 𝑤}
24		df-iun 4755	. 2 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊)){(𝑊 cyclShift 𝑛)} = {𝑤 ∣ ∃𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊))𝑤 ∈ {(𝑊 cyclShift 𝑛)}}
25	22, 23, 24	3eqtr4g 2839	1 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → 𝑀 = ∪ 𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑊)){(𝑊 cyclShift 𝑛)})

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 198   ∧ wa 386   = wceq 1601   ∈ wcel 2107  {cab 2763  ∃wrex 3091  {crab 3094  {csn 4398  ∪ ciun 4753  ‘cfv 6135  (class class class)co 6922  0cc0 10272  ..^cfzo 12784  ♯chash 13435  Word cword 13599   cyclShift ccsh 13934

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4672  df-int 4711  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-1o 7843  df-oadd 7847  df-er 8026  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-fin 8245  df-card 9098  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-nn 11375  df-n0 11643  df-z 11729  df-uz 11993  df-fz 12644  df-fzo 12785  df-hash 13436  df-word 13600  df-concat 13661  df-substr 13731  df-pfx 13780  df-csh 13936

This theorem is referenced by:  cshwsex  16206  cshwshashnsame  16209