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Theorem cycpmrn 33705
Description: The range of the word used to build a cycle is the cycle's orbit, i.e., the set of points it moves. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-Nov-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
cycpmrn.1 𝑀 = (toCyc‘𝐷)
cycpmrn.2 (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)
cycpmrn.3 (𝜑 → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
cycpmrn.4 (𝜑 → 𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷)
cycpmrn.5 (𝜑 → 1 < (♯‘𝑊))
Assertion
Ref Expression
cycpmrn (𝜑 → ran 𝑊 = dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ))

Proof of Theorem cycpmrn
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cycpmrn.4 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷)
21ad4antr 745 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷)
3 simpllr 788 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ dom 𝑊)
4 fzo0ss1 13825 . . . . . . . . . . . . 13 (1..^(♯‘𝑊)) ⊆ (0..^(♯‘𝑊))
5 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)))
6 cycpmrn.3 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
7 lencl 14679 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑊 ∈ Word 𝐷 → (♯‘𝑊) ∈ ℕ0)
86, 7syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → (♯‘𝑊) ∈ ℕ0)
98ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (♯‘𝑊) ∈ ℕ0)
109nn0zd 12719 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (♯‘𝑊) ∈ ℤ)
11 1zzd 12728 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 1 ∈ ℤ)
12 fzoaddel2 13856 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑥 + 1) ∈ (1..^(♯‘𝑊)))
135, 10, 11, 12syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑥 + 1) ∈ (1..^(♯‘𝑊)))
144, 13sselid 3927 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑥 + 1) ∈ (0..^(♯‘𝑊)))
156ad4antr 745 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
16 wrddm 14667 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑊 ∈ Word 𝐷 → dom 𝑊 = (0..^(♯‘𝑊)))
1715, 16syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → dom 𝑊 = (0..^(♯‘𝑊)))
1814, 17eleqtrrd 2864 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)
19 fzossz 13815 . . . . . . . . . . . . . 14 (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ⊆ ℤ
2019, 5sselid 3927 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ ℤ)
2120zred 12804 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
2221ltp1d 12248 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 < (𝑥 + 1))
2321, 22ltned 11447 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ≠ (𝑥 + 1))
24 f1veqaeq 7261 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ (𝑥 ∈ dom 𝑊 ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)) → ((𝑊‘𝑥) = (𝑊‘(𝑥 + 1)) → 𝑥 = (𝑥 + 1)))
2524necon3d 2977 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ (𝑥 ∈ dom 𝑊 ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)) → (𝑥 ≠ (𝑥 + 1) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1))))
2625anassrs 473 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊) → (𝑥 ≠ (𝑥 + 1) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1))))
2726imp 412 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑥 ≠ (𝑥 + 1)) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1)))
282, 3, 18, 23, 27syl1111anc 854 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1)))
29 cycpmrn.1 . . . . . . . . . . 11 𝑀 = (toCyc‘𝐷)
30 cycpmrn.2 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐷 ∈ 𝑉)
3130ad4antr 745 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝐷 ∈ 𝑉)
3229, 31, 15, 2, 5cycpmfv1 33675 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)) = (𝑊‘(𝑥 + 1)))
3328, 32neeqtrrd 3030 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑊‘𝑥) ≠ ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)))
3433necomd 3011 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)) ≠ (𝑊‘𝑥))
35 simplr 781 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑦 = (𝑊‘𝑥))
3635fveq2d 6890 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) = ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)))
3734, 36, 353netr4d 3033 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦)
381ad4antr 745 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷)
396ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
40 eldmne0 33222 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ dom 𝑊 → 𝑊 ≠ ∅)
4140ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑊 ≠ ∅)
42 lennncl 14680 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊 ∈ Word 𝐷 ∧ 𝑊 ≠ ∅) → (♯‘𝑊) ∈ ℕ)
4339, 41, 42syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (♯‘𝑊) ∈ ℕ)
44 lbfzo0 13835 . . . . . . . . . . . 12 (0 ∈ (0..^(♯‘𝑊)) ↔ (♯‘𝑊) ∈ ℕ)
4543, 44sylibr 237 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 0 ∈ (0..^(♯‘𝑊)))
4639, 16syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → dom 𝑊 = (0..^(♯‘𝑊)))
4745, 46eleqtrrd 2864 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 0 ∈ dom 𝑊)
4847adantr 486 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 0 ∈ dom 𝑊)
49 simpllr 788 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝑥 ∈ dom 𝑊)
50 0red 11312 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
51 cycpmrn.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 1 < (♯‘𝑊))
52 1red 11310 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
538nn0red 12669 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑊) ∈ ℝ)
5452, 53posdifd 11904 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 < (♯‘𝑊) ↔ 0 < ((♯‘𝑊) − 1)))
5551, 54mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < ((♯‘𝑊) − 1))
5650, 55ltned 11447 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 0 ≠ ((♯‘𝑊) − 1))
5756ad4antr 745 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 0 ≠ ((♯‘𝑊) − 1))
58 simpr 490 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1))
5957, 58neeqtrrd 3030 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 0 ≠ 𝑥)
60 f1veqaeq 7261 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ (0 ∈ dom 𝑊 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊)) → ((𝑊‘0) = (𝑊‘𝑥) → 0 = 𝑥))
6160necon3d 2977 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ (0 ∈ dom 𝑊 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊)) → (0 ≠ 𝑥 → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥)))
6261anassrs 473 . . . . . . . . . 10 (((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ 0 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) → (0 ≠ 𝑥 → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥)))
6362imp 412 . . . . . . . . 9 ((((𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 ∧ 0 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 0 ≠ 𝑥) → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥))
6438, 48, 49, 59, 63syl1111anc 854 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥))
65 simplr 781 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝑦 = (𝑊‘𝑥))
6665fveq2d 6890 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) = ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)))
6730ad4antr 745 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝐷 ∈ 𝑉)
686ad4antr 745 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
6943nngt0d 12388 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 0 < (♯‘𝑊))
7069adantr 486 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 0 < (♯‘𝑊))
7129, 67, 68, 38, 70, 58cycpmfv2 33676 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)) = (𝑊‘0))
7266, 71eqtrd 2796 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) = (𝑊‘0))
7364, 72, 653netr4d 3033 . . . . . . 7 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦)
74 simplr 781 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑥 ∈ dom 𝑊)
7574, 46eleqtrd 2863 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝑊)))
76 0z 12705 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
77 0p1e1 12464 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 + 1) = 1
7877fveq2i 6889 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ≥‘(0 + 1)) = (ℤ≥‘1)
79 nnuz 13005 . . . . . . . . . . . . 13 ℕ = (ℤ≥‘1)
8078, 79eqtr4i 2787 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ≥‘(0 + 1)) = ℕ
8143, 80eleqtrrdi 2872 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘(0 + 1)))
82 fzosplitsnm1 13876 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ (♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘(0 + 1))) → (0..^(♯‘𝑊)) = ((0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∪ {((♯‘𝑊) − 1)}))
8376, 81, 82sylancr 599 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (0..^(♯‘𝑊)) = ((0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∪ {((♯‘𝑊) − 1)}))
8475, 83eleqtrd 2863 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑥 ∈ ((0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∪ {((♯‘𝑊) − 1)}))
85 elun 4100 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ((0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∪ {((♯‘𝑊) − 1)}) ↔ (𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∨ 𝑥 ∈ {((♯‘𝑊) − 1)}))
8684, 85sylib 221 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∨ 𝑥 ∈ {((♯‘𝑊) − 1)}))
87 velsn 4600 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {((♯‘𝑊) − 1)} ↔ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1))
8887orbi2i 926 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∨ 𝑥 ∈ {((♯‘𝑊) − 1)}) ↔ (𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∨ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)))
8986, 88sylib 221 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∨ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)))
9037, 73, 89mpjaodan 973 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦)
91 f1fun 6781 . . . . . . . 8 (𝑊:dom 𝑊–1-1→𝐷 → Fun 𝑊)
92 elrnrexdmb 7091 . . . . . . . 8 (Fun 𝑊 → (𝑦 ∈ ran 𝑊 ↔ ∃𝑥 ∈ dom 𝑊 𝑦 = (𝑊‘𝑥)))
931, 91, 923syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑦 ∈ ran 𝑊 ↔ ∃𝑥 ∈ dom 𝑊 𝑦 = (𝑊‘𝑥)))
9493biimpa 482 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → ∃𝑥 ∈ dom 𝑊 𝑦 = (𝑊‘𝑥))
9590, 94r19.29a 3171 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦)
96 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (SymGrp‘𝐷) = (SymGrp‘𝐷)
9729, 30, 6, 1, 96cycpmcl 33678 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)))
98 eqid 2761 . . . . . . . . . . 11 (Base‘(SymGrp‘𝐷)) = (Base‘(SymGrp‘𝐷))
9996, 98elsymgbas 19589 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ 𝑉 → ((𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)) ↔ (𝑀‘𝑊):𝐷–1-1-onto→𝐷))
10030, 99syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)) ↔ (𝑀‘𝑊):𝐷–1-1-onto→𝐷))
10197, 100mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀‘𝑊):𝐷–1-1-onto→𝐷)
102 f1ofn 6826 . . . . . . . 8 ((𝑀‘𝑊):𝐷–1-1-onto→𝐷 → (𝑀‘𝑊) Fn 𝐷)
103101, 102syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀‘𝑊) Fn 𝐷)
104103adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → (𝑀‘𝑊) Fn 𝐷)
105 wrdf 14664 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ Word 𝐷 → 𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝐷)
106 frn 6718 . . . . . . . 8 (𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝐷 → ran 𝑊 ⊆ 𝐷)
1076, 105, 1063syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → ran 𝑊 ⊆ 𝐷)
108107sselda 3929 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → 𝑦 ∈ 𝐷)
109 fnelnfp 7183 . . . . . 6 (((𝑀‘𝑊) Fn 𝐷 ∧ 𝑦 ∈ 𝐷) → (𝑦 ∈ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) ↔ ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦))
110104, 108, 109syl2anc 596 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → (𝑦 ∈ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) ↔ ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦))
11195, 110mpbird 260 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → 𝑦 ∈ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ))
112111ex 418 . . 3 (𝜑 → (𝑦 ∈ ran 𝑊 → 𝑦 ∈ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I )))
113112ssrdv 3935 . 2 (𝜑 → ran 𝑊 ⊆ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ))
11429, 30, 6, 1tocycfv 33671 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘𝑊) = (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)))
115114difeq1d 4073 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) = ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ))
116115dmeqd 5887 . . 3 (𝜑 → dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) = dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ))
117 difundir 4237 . . . . . 6 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ))
118 resdifcom 5989 . . . . . . . 8 (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) = (( I ∖ I ) ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊))
119 difid 4325 . . . . . . . . 9 ( I ∖ I ) = ∅
120119reseq1i 5966 . . . . . . . 8 (( I ∖ I ) ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) = (∅ ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊))
121 0res 33198 . . . . . . . 8 (∅ ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) = ∅
122118, 120, 1213eqtri 2788 . . . . . . 7 (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) = ∅
123122uneq1i 4111 . . . . . 6 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )) = (∅ ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ))
124 0un 4346 . . . . . 6 (∅ ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )) = (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
125117, 123, 1243eqtri 2788 . . . . 5 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
126125dmeqi 5886 . . . 4 dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
127 difss 4083 . . . . . 6 (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)
128 dmss 5884 . . . . . 6 ((((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) → dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊))
129127, 128ax-mp 5 . . . . 5 dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)
130 dmcoss 5957 . . . . . 6 dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ⊆ dom ◡𝑊
131 df-rn 5662 . . . . . 6 ran 𝑊 = dom ◡𝑊
132130, 131sseqtrri 3978 . . . . 5 dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ⊆ ran 𝑊
133129, 132sstri 3938 . . . 4 dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊
134126, 133eqsstri 3975 . . 3 dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊
135116, 134eqsstrdi 3973 . 2 (𝜑 → dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊)
136113, 135eqssd 3946 1 (𝜑 → ran 𝑊 = dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∃wrex 3087   ∖ cdif 3896   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3914  ∅c0 4279  {csn 4584   class class class wbr 5103   I cid 5545  ◡ccnv 5650  dom cdm 5651  ran crn 5652   ↾ cres 5653   ∘ ccom 5655  Fun wfun 6533   Fn wfn 6534  ⟶wf 6535  –1-1→wf1 6536  –1-1-onto→wf1o 6538  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421  0cc0 11201  1c1 11202   + caddc 11204   < clt 11344   − cmin 11542  ℕcn 12336  ℕ0cn0 12607  ℤcz 12694  ℤ≥cuz 12966  ..^cfzo 13789  ♯chash 14475  Word cword 14659   cyclShift ccsh 14940  Basecbs 17388  SymGrpcsymg 19584  toCycctocyc 33668
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 7752  ax-cnex 11257  ax-resscn 11258  ax-1cn 11259  ax-icn 11260  ax-addcl 11261  ax-addrcl 11262  ax-mulcl 11263  ax-mulrcl 11264  ax-mulcom 11265  ax-addass 11266  ax-mulass 11267  ax-distr 11268  ax-i2m1 11269  ax-1ne0 11270  ax-1rid 11271  ax-rnegex 11272  ax-rrecex 11273  ax-cnre 11274  ax-pre-lttri 11275  ax-pre-lttrn 11276  ax-pre-ltadd 11277  ax-pre-mulgt0 11278  ax-pre-sup 11279
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-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3915  df-pss 4035  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  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 6305  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6495  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-riota 7378  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-om 7879  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-frecs 8300  df-wrecs 8331  df-recs 8380  df-rdg 8419  df-1o 8477  df-er 8718  df-map 8850  df-en 8975  df-dom 8976  df-sdom 8977  df-fin 8978  df-sup 9435  df-inf 9436  df-card 10021  df-pnf 11346  df-mnf 11347  df-xr 11348  df-ltxr 11349  df-le 11350  df-sub 11544  df-neg 11545  df-div 11975  df-nn 12337  df-2 12406  df-3 12407  df-4 12408  df-5 12409  df-6 12410  df-7 12411  df-8 12412  df-9 12413  df-n0 12608  df-z 12695  df-uz 12967  df-rp 13122  df-fz 13641  df-fzo 13790  df-fl 13933  df-mod 14011  df-hash 14476  df-word 14660  df-concat 14717  df-substr 14790  df-pfx 14822  df-csh 14941  df-struct 17326  df-sets 17343  df-slot 17361  df-ndx 17373  df-base 17389  df-ress 17410  df-plusg 17442  df-tset 17448  df-efmnd 19066  df-symg 19585  df-tocyc 33669
This theorem is used by:  tocyccntz  33706
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