MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  isercolllem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isercolllem3 15025
Description: Lemma for isercoll 15026. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
isercoll.z 𝑍 = (ℤ𝑀)
isercoll.m (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
isercoll.g (𝜑𝐺:ℕ⟶𝑍)
isercoll.i ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) < (𝐺‘(𝑘 + 1)))
isercoll.0 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑍 ∖ ran 𝐺)) → (𝐹𝑛) = 0)
isercoll.f ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
isercoll.h ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
Assertion
Ref Expression
isercolllem3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) = (seq1( + , 𝐻)‘(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑛,𝐹   𝑘,𝑁,𝑛   𝜑,𝑘,𝑛   𝑘,𝐺,𝑛   𝑘,𝐻,𝑛   𝑘,𝑀,𝑛   𝑛,𝑍
Allowed substitution hint:   𝑍(𝑘)

Proof of Theorem isercolllem3
StepHypRef Expression
1 addid2 10825 . . 3 (𝑛 ∈ ℂ → (0 + 𝑛) = 𝑛)
21adantl 484 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (0 + 𝑛) = 𝑛)
3 addid1 10822 . . 3 (𝑛 ∈ ℂ → (𝑛 + 0) = 𝑛)
43adantl 484 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (𝑛 + 0) = 𝑛)
5 addcl 10621 . . 3 ((𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝑛 + 𝑘) ∈ ℂ)
65adantl 484 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ)) → (𝑛 + 𝑘) ∈ ℂ)
7 0cnd 10636 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 0 ∈ ℂ)
8 cnvimass 5951 . . . . 5 (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ dom 𝐺
9 isercoll.g . . . . . 6 (𝜑𝐺:ℕ⟶𝑍)
109adantr 483 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝐺:ℕ⟶𝑍)
118, 10fssdm 6532 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ ℕ)
12 isercoll.z . . . . 5 𝑍 = (ℤ𝑀)
13 isercoll.m . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
14 isercoll.i . . . . 5 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐺𝑘) < (𝐺‘(𝑘 + 1)))
1512, 13, 9, 14isercolllem1 15023 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ ℕ) → (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))
1611, 15syldan 593 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))
1712, 13, 9, 14isercolllem2 15024 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
18 isoeq4 7075 . . . 4 ((1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) → ((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) ↔ (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))))
1917, 18syl 17 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) ↔ (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))))
2016, 19mpbird 259 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))
218a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ dom 𝐺)
22 sseqin2 4194 . . . . 5 ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ dom 𝐺 ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
2321, 22sylib 220 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
24 1nn 11651 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ
2524a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 1 ∈ ℕ)
26 ffvelrn 6851 . . . . . . . . . 10 ((𝐺:ℕ⟶𝑍 ∧ 1 ∈ ℕ) → (𝐺‘1) ∈ 𝑍)
279, 24, 26sylancl 588 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘1) ∈ 𝑍)
2827, 12eleqtrdi 2925 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀))
2928adantr 483 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀))
30 simpr 487 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1)))
31 elfzuzb 12905 . . . . . . 7 ((𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))))
3229, 30, 31sylanbrc 585 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁))
33 ffn 6516 . . . . . . 7 (𝐺:ℕ⟶𝑍𝐺 Fn ℕ)
34 elpreima 6830 . . . . . . 7 (𝐺 Fn ℕ → (1 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ (𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁))))
3510, 33, 343syl 18 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (1 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ (𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁))))
3625, 32, 35mpbir2and 711 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 1 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
3736ne0d 4303 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ≠ ∅)
3823, 37eqnetrd 3085 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
39 imadisj 5950 . . . 4 ((𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ∅ ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ∅)
4039necon3bii 3070 . . 3 ((𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅ ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
4138, 40sylibr 236 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
42 ffun 6519 . . . 4 (𝐺:ℕ⟶𝑍 → Fun 𝐺)
43 funimacnv 6437 . . . 4 (Fun 𝐺 → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺))
4410, 42, 433syl 18 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺))
45 inss1 4207 . . 3 ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺) ⊆ (𝑀...𝑁)
4644, 45eqsstrdi 4023 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ⊆ (𝑀...𝑁))
47 simpl 485 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝜑)
48 elfzuz 12907 . . . 4 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
4948, 12eleqtrrdi 2926 . . 3 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑛𝑍)
50 isercoll.f . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
5147, 49, 50syl2an 597 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
5244difeq2d 4101 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) = ((𝑀...𝑁) ∖ ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺)))
53 difin 4240 . . . . . 6 ((𝑀...𝑁) ∖ ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺)) = ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺)
5452, 53syl6eq 2874 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) = ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺))
5549ssriv 3973 . . . . . 6 (𝑀...𝑁) ⊆ 𝑍
56 ssdif 4118 . . . . . 6 ((𝑀...𝑁) ⊆ 𝑍 → ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺) ⊆ (𝑍 ∖ ran 𝐺))
5755, 56mp1i 13 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺) ⊆ (𝑍 ∖ ran 𝐺))
5854, 57eqsstrd 4007 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) ⊆ (𝑍 ∖ ran 𝐺))
5958sselda 3969 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) → 𝑛 ∈ (𝑍 ∖ ran 𝐺))
60 isercoll.0 . . . 4 ((𝜑𝑛 ∈ (𝑍 ∖ ran 𝐺)) → (𝐹𝑛) = 0)
6160adantlr 713 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑍 ∖ ran 𝐺)) → (𝐹𝑛) = 0)
6259, 61syldan 593 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) → (𝐹𝑛) = 0)
63 elfznn 12939 . . . 4 (𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) → 𝑘 ∈ ℕ)
64 isercoll.h . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
6547, 63, 64syl2an 597 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
6617eleq2d 2900 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) ↔ 𝑘 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))
6766biimpa 479 . . . . 5 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → 𝑘 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
6867fvresd 6692 . . . 4 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → ((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))‘𝑘) = (𝐺𝑘))
6968fveq2d 6676 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → (𝐹‘((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))‘𝑘)) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
7065, 69eqtr4d 2861 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))‘𝑘)))
712, 4, 6, 7, 20, 41, 46, 51, 62, 70seqcoll2 13826 1 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (seq𝑀( + , 𝐹)‘𝑁) = (seq1( + , 𝐻)‘(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3018  cdif 3935  cin 3937  wss 3938  c0 4293   class class class wbr 5068  ccnv 5556  dom cdm 5557  ran crn 5558  cres 5559  cima 5560  Fun wfun 6351   Fn wfn 6352  wf 6353  cfv 6357   Isom wiso 6358  (class class class)co 7158  cc 10537  0cc0 10539  1c1 10540   + caddc 10542   < clt 10677  cn 11640  cz 11984  cuz 12246  ...cfz 12895  seqcseq 13372  chash 13693
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-er 8291  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-sup 8908  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-n0 11901  df-z 11985  df-uz 12247  df-fz 12896  df-seq 13373  df-hash 13694
This theorem is referenced by:  isercoll  15026
  Copyright terms: Public domain W3C validator