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Theorem cycpmrn 33774
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⟶1-1𝐷)
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⟶1-1𝐷)
21ad4antr 745 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷)
3 simpllr 788 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ dom 𝑊)
4 fzo0ss1 13851 . . . . . . . . . . . . 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 14705 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12745 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (♯‘𝑊) ∈ ℤ)
11 1zzd 12754 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 1 ∈ ℤ)
12 fzoaddel2 13882 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∧ (♯‘𝑊) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑥 + 1) ∈ (1..^(♯‘𝑊)))
135, 10, 11, 12syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑥 + 1) ∈ (1..^(♯‘𝑊)))
144, 13sselid 3911 . . . . . . . . . . . 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 14693 . . . . . . . . . . . . 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 2867 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)
19 fzossz 13841 . . . . . . . . . . . . . 14 (0..^((♯‘𝑊) − 1)) ⊆ ℤ
2019, 5sselid 3911 . . . . . . . . . . . . 13 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ ℤ)
2120zred 12830 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ∈ ℝ)
2221ltp1d 12274 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 < (𝑥 + 1))
2321, 22ltned 11473 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → 𝑥 ≠ (𝑥 + 1))
24 f1veqaeq 7283 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ (𝑥 ∈ dom 𝑊 ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)) → ((𝑊‘𝑥) = (𝑊‘(𝑥 + 1)) → 𝑥 = (𝑥 + 1)))
2524necon3d 2980 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ (𝑥 ∈ dom 𝑊 ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊)) → (𝑥 ≠ (𝑥 + 1) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1))))
2625anassrs 473 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ (𝑥 + 1) ∈ dom 𝑊) → (𝑥 ≠ (𝑥 + 1) → (𝑊‘𝑥) ≠ (𝑊‘(𝑥 + 1))))
2726imp 412 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ 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 33744 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)) = (𝑊‘(𝑥 + 1)))
3328, 32neeqtrrd 3033 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 ∈ (0..^((♯‘𝑊) − 1))) → (𝑊‘𝑥) ≠ ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)))
3433necomd 3014 . . . . . . . 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 6912 . . . . . . . 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 3036 . . . . . . 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⟶1-1𝐷)
396ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑊 ∈ Word 𝐷)
40 eldmne0 33293 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ dom 𝑊 → 𝑊 ≠ ∅)
4140ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑊 ≠ ∅)
42 lennncl 14706 . . . . . . . . . . . . 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 13861 . . . . . . . . . . . 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 2867 . . . . . . . . . 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 11338 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 ∈ ℝ)
51 cycpmrn.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 1 < (♯‘𝑊))
52 1red 11336 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 1 ∈ ℝ)
538nn0red 12695 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑊) ∈ ℝ)
5452, 53posdifd 11930 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (1 < (♯‘𝑊) ↔ 0 < ((♯‘𝑊) − 1)))
5551, 54mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 0 < ((♯‘𝑊) − 1))
5650, 55ltned 11473 . . . . . . . . . . 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 3033 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → 0 ≠ 𝑥)
60 f1veqaeq 7283 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ (0 ∈ dom 𝑊 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊)) → ((𝑊‘0) = (𝑊‘𝑥) → 0 = 𝑥))
6160necon3d 2980 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ (0 ∈ dom 𝑊 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊)) → (0 ≠ 𝑥 → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥)))
6261anassrs 473 . . . . . . . . . 10 (((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ 0 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) → (0 ≠ 𝑥 → (𝑊‘0) ≠ (𝑊‘𝑥)))
6362imp 412 . . . . . . . . 9 ((((𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 ∧ 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 6912 . . . . . . . . 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 12414 . . . . . . . . . . 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 33745 . . . . . . . . 9 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘(𝑊‘𝑥)) = (𝑊‘0))
7266, 71eqtrd 2798 . . . . . . . 8 (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) ∧ 𝑥 = ((♯‘𝑊) − 1)) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) = (𝑊‘0))
7364, 72, 653netr4d 3036 . . . . . . 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 2866 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑥 ∈ (0..^(♯‘𝑊)))
76 0z 12731 . . . . . . . . . . 11 0 ∈ ℤ
77 0p1e1 12490 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 + 1) = 1
7877fveq2i 6911 . . . . . . . . . . . . 13 (ℤ≥‘(0 + 1)) = (ℤ≥‘1)
79 nnuz 13031 . . . . . . . . . . . . 13 ℕ = (ℤ≥‘1)
8078, 79eqtr4i 2789 . . . . . . . . . . . 12 (ℤ≥‘(0 + 1)) = ℕ
8143, 80eleqtrrdi 2875 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → (♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘(0 + 1)))
82 fzosplitsnm1 13902 . . . . . . . . . . 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 2866 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) ∧ 𝑥 ∈ dom 𝑊) ∧ 𝑦 = (𝑊‘𝑥)) → 𝑥 ∈ ((0..^((♯‘𝑊) − 1)) ∪ {((♯‘𝑊) − 1)}))
85 elun 4155 . . . . . . . . 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 6802 . . . . . . . 8 (𝑊:dom 𝑊⟶1-1𝐷 → Fun 𝑊)
92 elrnrexdmb 7114 . . . . . . . 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 3174 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → ((𝑀‘𝑊)‘𝑦) ≠ 𝑦)
96 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (SymGrp‘𝐷) = (SymGrp‘𝐷)
9729, 30, 6, 1, 96cycpmcl 33747 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)))
98 eqid 2763 . . . . . . . . . . 11 (Base‘(SymGrp‘𝐷)) = (Base‘(SymGrp‘𝐷))
9996, 98elsymgbas 19618 . . . . . . . . . 10 (𝐷 ∈ 𝑉 → ((𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)) ↔ (𝑀‘𝑊):𝐷⟶1-1onto𝐷))
10030, 99syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑀‘𝑊) ∈ (Base‘(SymGrp‘𝐷)) ↔ (𝑀‘𝑊):𝐷⟶1-1onto𝐷))
10197, 100mpbid 235 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀‘𝑊):𝐷⟶1-1onto𝐷)
102 f1ofn 6847 . . . . . . . 8 ((𝑀‘𝑊):𝐷⟶1-1onto𝐷 → (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 14690 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ Word 𝐷 → 𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝐷)
106 frn 6739 . . . . . . . 8 (𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝐷 → ran 𝑊 ⊆ 𝐷)
1076, 105, 1063syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → ran 𝑊 ⊆ 𝐷)
108107sselda 3913 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ ran 𝑊) → 𝑦 ∈ 𝐷)
109 fnelnfp 7205 . . . . . 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 3919 . 2 (𝜑 → ran 𝑊 ⊆ dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ))
11429, 30, 6, 1tocycfv 33740 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀‘𝑊) = (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)))
115114difeq1d 4065 . . . 4 (𝜑 → ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) = ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ))
116115dmeqd 5894 . . 3 (𝜑 → dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) = dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ))
117 difundir 4239 . . . . . 6 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ))
118 resdifcom 6000 . . . . . . . 8 (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) = (( I ∖ I ) ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊))
119 difid 4328 . . . . . . . . 9 ( I ∖ I ) = ∅
120119reseq1i 5977 . . . . . . . 8 (( I ∖ I ) ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) = (∅ ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊))
121 0res 33269 . . . . . . . 8 (∅ ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) = ∅
122118, 120, 1213eqtri 2790 . . . . . . 7 (( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) = ∅
123122uneq1i 4166 . . . . . 6 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∖ I ) ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )) = (∅ ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ))
124 0un 4349 . . . . . 6 (∅ ∪ (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )) = (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
125117, 123, 1243eqtri 2790 . . . . 5 ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
126125dmeqi 5893 . . . 4 dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) = dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I )
127 difss 4075 . . . . . 6 (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)
128 dmss 5891 . . . . . 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 5964 . . . . . 6 dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ⊆ dom ◡𝑊
131 df-rn 5666 . . . . . 6 ran 𝑊 = dom ◡𝑊
132130, 131sseqtrri 3962 . . . . 5 dom ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ⊆ ran 𝑊
133129, 132sstri 3922 . . . 4 dom (((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊
134126, 133eqsstri 3959 . . 3 dom ((( I ↾ (𝐷 ∖ ran 𝑊)) ∪ ((𝑊 cyclShift 1) ∘ ◡𝑊)) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊
135116, 134eqsstrdi 3957 . 2 (𝜑 → dom ((𝑀‘𝑊) ∖ I ) ⊆ ran 𝑊)
136113, 135eqssd 3930 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 2147   ≠ wne 2959  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∪ cun 4152  ∅c0 4281  {csn 4588   class class class wbr 5106   I cid 5549  ◡ccnv 5654  dom cdm 5655  ran crn 5656   ↾ cres 5657   ∘ ccom 5659  Fun wfun 6552   Fn wfn 6553  ⟶wf 6554  ⟶1-1wf1 6555  ⟶1-1ontowf1o 6557  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443  0cc0 11227  1c1 11228   + caddc 11230   < clt 11370   − cmin 11568  ℕcn 12362  ℕ0cn0 12633  ℤcz 12720  ℤ≥cuz 12992  ..^cfzo 13815  ♯chash 14501  Word cword 14685   cyclShift ccsh 14967  Basecbs 17416  SymGrpcsymg 19613  toCycctocyc 33737
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-pre-sup 11305
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-div 12001  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-rp 13148  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-fl 13959  df-mod 14037  df-hash 14502  df-word 14686  df-concat 14743  df-substr 14817  df-pfx 14849  df-csh 14968  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-tset 17476  df-efmnd 19094  df-symg 19614  df-tocyc 33738
This theorem is used by:  tocyccntz  33775
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