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

Theorem isercolllem3 15019
Description: Lemma for isercoll 15020. (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 10816 . . 3 (𝑛 ∈ ℂ → (0 + 𝑛) = 𝑛)
21adantl 485 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (0 + 𝑛) = 𝑛)
3 addid1 10813 . . 3 (𝑛 ∈ ℂ → (𝑛 + 0) = 𝑛)
43adantl 485 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ℂ) → (𝑛 + 0) = 𝑛)
5 addcl 10612 . . 3 ((𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ) → (𝑛 + 𝑘) ∈ ℂ)
65adantl 485 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ (𝑛 ∈ ℂ ∧ 𝑘 ∈ ℂ)) → (𝑛 + 𝑘) ∈ ℂ)
7 0cnd 10627 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 0 ∈ ℂ)
8 cnvimass 5920 . . . . 5 (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ dom 𝐺
9 isercoll.g . . . . . 6 (𝜑𝐺:ℕ⟶𝑍)
109adantr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝐺:ℕ⟶𝑍)
118, 10fssdm 6508 . . . 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 15017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ ℕ) → (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))
1611, 15syldan 594 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) Isom < , < ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)), (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))
1712, 13, 9, 14isercolllem2 15018 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
18 isoeq4 7056 . . . 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 260 . 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 4145 . . . . 5 ((𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ⊆ dom 𝐺 ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
2321, 22sylib 221 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
24 1nn 11640 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ
2524a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 1 ∈ ℕ)
26 ffvelrn 6830 . . . . . . . . . 10 ((𝐺:ℕ⟶𝑍 ∧ 1 ∈ ℕ) → (𝐺‘1) ∈ 𝑍)
279, 24, 26sylancl 589 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺‘1) ∈ 𝑍)
2827, 12eleqtrdi 2903 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀))
2928adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀))
30 simpr 488 . . . . . . 7 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1)))
31 elfzuzb 12900 . . . . . . 7 ((𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁) ↔ ((𝐺‘1) ∈ (ℤ𝑀) ∧ 𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))))
3229, 30, 31sylanbrc 586 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺‘1) ∈ (𝑀...𝑁))
33 ffn 6491 . . . . . . 7 (𝐺:ℕ⟶𝑍𝐺 Fn ℕ)
34 elpreima 6809 . . . . . . 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 712 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 1 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
3736ne0d 4254 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝑀...𝑁)) ≠ ∅)
3823, 37eqnetrd 3057 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
39 imadisj 5919 . . . 4 ((𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ∅ ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) = ∅)
4039necon3bii 3042 . . 3 ((𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅ ↔ (dom 𝐺 ∩ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
4138, 40sylibr 237 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ≠ ∅)
42 ffun 6494 . . . 4 (𝐺:ℕ⟶𝑍 → Fun 𝐺)
43 funimacnv 6409 . . . 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 4158 . . 3 ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺) ⊆ (𝑀...𝑁)
4644, 45eqsstrdi 3972 . 2 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))) ⊆ (𝑀...𝑁))
47 simpl 486 . . 3 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → 𝜑)
48 elfzuz 12902 . . . 4 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑛 ∈ (ℤ𝑀))
4948, 12eleqtrrdi 2904 . . 3 (𝑛 ∈ (𝑀...𝑁) → 𝑛𝑍)
50 isercoll.f . . 3 ((𝜑𝑛𝑍) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
5147, 49, 50syl2an 598 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑀...𝑁)) → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
5244difeq2d 4053 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) = ((𝑀...𝑁) ∖ ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺)))
53 difin 4191 . . . . . 6 ((𝑀...𝑁) ∖ ((𝑀...𝑁) ∩ ran 𝐺)) = ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺)
5452, 53eqtrdi 2852 . . . . 5 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) = ((𝑀...𝑁) ∖ ran 𝐺))
5549ssriv 3922 . . . . . 6 (𝑀...𝑁) ⊆ 𝑍
56 ssdif 4070 . . . . . 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 3956 . . . 4 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))) ⊆ (𝑍 ∖ ran 𝐺))
5958sselda 3918 . . 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 714 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ (𝑍 ∖ ran 𝐺)) → (𝐹𝑛) = 0)
6259, 61syldan 594 . 2 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑛 ∈ ((𝑀...𝑁) ∖ (𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) → (𝐹𝑛) = 0)
63 elfznn 12935 . . . 4 (𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) → 𝑘 ∈ ℕ)
64 isercoll.h . . . 4 ((𝜑𝑘 ∈ ℕ) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
6547, 63, 64syl2an 598 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → (𝐻𝑘) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
6617eleq2d 2878 . . . . . 6 ((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) → (𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))) ↔ 𝑘 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁))))
6766biimpa 480 . . . . 5 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → 𝑘 ∈ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))
6867fvresd 6669 . . . 4 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → ((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))‘𝑘) = (𝐺𝑘))
6968fveq2d 6653 . . 3 (((𝜑𝑁 ∈ (ℤ‘(𝐺‘1))) ∧ 𝑘 ∈ (1...(♯‘(𝐺 “ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))))) → (𝐹‘((𝐺 ↾ (𝐺 “ (𝑀...𝑁)))‘𝑘)) = (𝐹‘(𝐺𝑘)))
7065, 69eqtr4d 2839 . 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 13823 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 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  cdif 3881  cin 3883  wss 3884  c0 4246   class class class wbr 5033  ccnv 5522  dom cdm 5523  ran crn 5524  cres 5525  cima 5526  Fun wfun 6322   Fn wfn 6323  wf 6324  cfv 6328   Isom wiso 6329  (class class class)co 7139  cc 10528  0cc0 10530  1c1 10531   + caddc 10533   < clt 10668  cn 11629  cz 11973  cuz 12235  ...cfz 12889  seqcseq 13368  chash 13690
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-cnex 10586  ax-resscn 10587  ax-1cn 10588  ax-icn 10589  ax-addcl 10590  ax-addrcl 10591  ax-mulcl 10592  ax-mulrcl 10593  ax-mulcom 10594  ax-addass 10595  ax-mulass 10596  ax-distr 10597  ax-i2m1 10598  ax-1ne0 10599  ax-1rid 10600  ax-rnegex 10601  ax-rrecex 10602  ax-cnre 10603  ax-pre-lttri 10604  ax-pre-lttrn 10605  ax-pre-ltadd 10606  ax-pre-mulgt0 10607  ax-pre-sup 10608
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-nel 3095  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-er 8276  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-sup 8894  df-card 9356  df-pnf 10670  df-mnf 10671  df-xr 10672  df-ltxr 10673  df-le 10674  df-sub 10865  df-neg 10866  df-nn 11630  df-n0 11890  df-z 11974  df-uz 12236  df-fz 12890  df-seq 13369  df-hash 13691
This theorem is referenced by:  isercoll  15020
  Copyright terms: Public domain W3C validator