Theorem efgredlema 19856

Description: The reduced word that forms the base of the sequence in efgsval 19847 is uniquely determined, given the ending representation. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
efgval.w	⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
efgval.r	⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)
efgval2.m	⊢ 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩)
efgval2.t	⊢ 𝑇 = (𝑣 ∈ 𝑊 ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤(𝑀‘𝑤)”⟩⟩)))
efgred.d	⊢ 𝐷 = (𝑊 ∖ ∪ 𝑥 ∈ 𝑊 ran (𝑇‘𝑥))
efgred.s	⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(♯‘𝑡))(𝑡‘𝑘) ∈ ran (𝑇‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((♯‘𝑚) − 1)))
efgredlem.1	⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ dom 𝑆∀𝑏 ∈ dom 𝑆((♯‘(𝑆‘𝑎)) < (♯‘(𝑆‘𝐴)) → ((𝑆‘𝑎) = (𝑆‘𝑏) → (𝑎‘0) = (𝑏‘0))))
efgredlem.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑆)
efgredlem.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ dom 𝑆)
efgredlem.4	⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘𝐵))
efgredlem.5	⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴‘0) = (𝐵‘0))

Assertion

Ref	Expression
efgredlema	⊢ (𝜑 → (((♯‘𝐴) − 1) ∈ ℕ ∧ ((♯‘𝐵) − 1) ∈ ℕ))

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝐴   𝑦,𝑎,𝑧,𝑏   𝑡,𝑛,𝑣,𝑤,𝑦,𝑧   𝑚,𝑎,𝑛,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑀,𝑏   𝑘,𝑎,𝑇,𝑏,𝑚,𝑡,𝑥   𝑊,𝑎,𝑏   𝑘,𝑛,𝑣,𝑤,𝑦,𝑧,𝑊,𝑚,𝑡,𝑥   ∼ ,𝑎,𝑏,𝑚,𝑡,𝑥,𝑦,𝑧   𝐵,𝑎,𝑏   𝑆,𝑎,𝑏   𝐼,𝑎,𝑏,𝑚,𝑛,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝐷,𝑎,𝑏,𝑚,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑡, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑎, 𝑏)   𝐴(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑡, 𝑘, 𝑚, 𝑛)   𝐵(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑡, 𝑘, 𝑚, 𝑛)   𝐷(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑘, 𝑛)   ∼ (𝑤, 𝑣, 𝑘, 𝑛)   𝑆(𝑥, 𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑡, 𝑘, 𝑚, 𝑛)   𝑇(𝑦, 𝑧, 𝑤, 𝑣, 𝑛)   𝐼(𝑘)   𝑀(𝑦, 𝑧, 𝑘)

Proof of Theorem efgredlema

Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efgredlem.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴‘0) = (𝐵‘0))
2		efgredlem.3	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ dom 𝑆)
3		efgval.w	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
4		efgval.r	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)
5		efgval2.m	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩)
6		efgval2.t	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑇 = (𝑣 ∈ 𝑊 ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤(𝑀‘𝑤)”⟩⟩)))
7		efgred.d	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐷 = (𝑊 ∖ ∪ 𝑥 ∈ 𝑊 ran (𝑇‘𝑥))
8		efgred.s	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(♯‘𝑡))(𝑡‘𝑘) ∈ ran (𝑇‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((♯‘𝑚) − 1)))
9	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsval 19847	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → (𝑆‘𝐵) = (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)))
10	2, 9	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐵) = (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)))
11		efgredlem.4	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘𝐵))
12		efgredlem.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑆)
13	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsval 19847	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → (𝑆‘𝐴) = (𝐴‘((♯‘𝐴) − 1)))
14	12, 13	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝐴‘((♯‘𝐴) − 1)))
15	11, 14	eqtr3d 2802	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐵) = (𝐴‘((♯‘𝐴) − 1)))
16	10, 15	eqtr3d 2802	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)) = (𝐴‘((♯‘𝐴) − 1)))
17		oveq1 7426	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘𝐴) = 1 → ((♯‘𝐴) − 1) = (1 − 1))
18		1m1e0 12330	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 − 1) = 0
19	17, 18	eqtrdi 2816	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝐴) = 1 → ((♯‘𝐴) − 1) = 0)
20	19	fveq2d 6889	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐴) = 1 → (𝐴‘((♯‘𝐴) − 1)) = (𝐴‘0))
21	16, 20	sylan9eq 2820	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝐴) = 1) → (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)) = (𝐴‘0))
22	11	eleq1d 2850	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷))
23	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgs1b 19852	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (♯‘𝐴) = 1))
24	12, 23	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (♯‘𝐴) = 1))
25	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgs1b 19852	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → ((𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷 ↔ (♯‘𝐵) = 1))
26	2, 25	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷 ↔ (♯‘𝐵) = 1))
27	22, 24, 26	3bitr3d 312	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐴) = 1 ↔ (♯‘𝐵) = 1))
28	27	biimpa 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝐴) = 1) → (♯‘𝐵) = 1)
29		oveq1 7426	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘𝐵) = 1 → ((♯‘𝐵) − 1) = (1 − 1))
30	29, 18	eqtrdi 2816	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝐵) = 1 → ((♯‘𝐵) − 1) = 0)
31	30	fveq2d 6889	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝐵) = 1 → (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)) = (𝐵‘0))
32	28, 31	syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝐴) = 1) → (𝐵‘((♯‘𝐵) − 1)) = (𝐵‘0))
33	21, 32	eqtr3d 2802	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (♯‘𝐴) = 1) → (𝐴‘0) = (𝐵‘0))
34	1, 33	mtand 828	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ (♯‘𝐴) = 1)
35	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsdm 19846	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 ↔ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∧ (𝐴‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑢 ∈ (1..^(♯‘𝐴))(𝐴‘𝑢) ∈ ran (𝑇‘(𝐴‘(𝑢 − 1)))))
36	35	simp1bi 1163	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → 𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}))
37		eldifsn 4755	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ↔ (𝐴 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐴 ≠ ∅))
38		lennncl 14591	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (♯‘𝐴) ∈ ℕ)
39	37, 38	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) → (♯‘𝐴) ∈ ℕ)
40	12, 36, 39	3syl 19	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ ℕ)
41		elnn1uz2 12967	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ ℕ ↔ ((♯‘𝐴) = 1 ∨ (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
42	40, 41	sylib 221	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐴) = 1 ∨ (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
43	42	ord 878	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (¬ (♯‘𝐴) = 1 → (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
44	34, 43	mpd 16	. . 3 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2))
45		uz2m1nn 12965	. . 3 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2) → ((♯‘𝐴) − 1) ∈ ℕ)
46	44, 45	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐴) − 1) ∈ ℕ)
47	34, 27	mtbid 327	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ (♯‘𝐵) = 1)
48	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsdm 19846	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 ↔ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∧ (𝐵‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑢 ∈ (1..^(♯‘𝐵))(𝐵‘𝑢) ∈ ran (𝑇‘(𝐵‘(𝑢 − 1)))))
49	48	simp1bi 1163	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → 𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}))
50		eldifsn 4755	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ↔ (𝐵 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐵 ≠ ∅))
51		lennncl 14591	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → (♯‘𝐵) ∈ ℕ)
52	50, 51	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) → (♯‘𝐵) ∈ ℕ)
53	2, 49, 52	3syl 19	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) ∈ ℕ)
54		elnn1uz2 12967	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐵) ∈ ℕ ↔ ((♯‘𝐵) = 1 ∨ (♯‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
55	53, 54	sylib 221	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐵) = 1 ∨ (♯‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
56	55	ord 878	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (¬ (♯‘𝐵) = 1 → (♯‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
57	47, 56	mpd 16	. . 3 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2))
58		uz2m1nn 12965	. . 3 ⊢ ((♯‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2) → ((♯‘𝐵) − 1) ∈ ℕ)
59	57, 58	syl 18	. 2 ⊢ (𝜑 → ((♯‘𝐵) − 1) ∈ ℕ)
60	46, 59	jca 521	1 ⊢ (𝜑 → (((♯‘𝐴) − 1) ∈ ℕ ∧ ((♯‘𝐵) − 1) ∈ ℕ))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∀wral 3081  {crab 3418   ∖ cdif 3903  ∅c0 4286  {csn 4591  ⟨cop 4597  ⟨cotp 4599  ∪ ciun 4958   class class class wbr 5111   ↦ cmpt 5194   I cid 5557   × cxp 5661  dom cdm 5663  ran crn 5664  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419   ∈ cmpo 7421  1_oc1o 8452  2_oc2o 8453  0cc0 11117  1c1 11118   < clt 11260   − cmin 11458  ℕcn 12250  2c2 12312  ℤ_≥cuz 12880  ...cfz 13553  ..^cfzo 13701  ♯chash 14386  Word cword 14570   splice csplice 14810  ⟨“cs2 14904   ~_FG cefg 19822

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-card 9941  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-n0 12522  df-z 12609  df-uz 12881  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-hash 14387  df-word 14571

This theorem is used by:  efgredlemf  19857  efgredlemg  19858  efgredlemd  19860  efgredlemc  19861  efgredlem  19863