Theorem metakunt15 40139

Description: Construction of another permutation. (Contributed by metakunt, 25-May-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
metakunt15.1	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
metakunt15.2	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
metakunt15.3	⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
metakunt15.4	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ↦ (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)))

Assertion

Ref	Expression
metakunt15	⊢ (𝜑 → 𝐹:(1...(𝐼 − 1))–1-1-onto→(((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐼   𝑥,𝑀   𝜑,𝑥

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem metakunt15

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		metakunt15.4	. 2 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ↦ (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)))
2		1zzd 12351	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → 1 ∈ ℤ)
3		metakunt15.2	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
4	3	nnzd 12425	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℤ)
5	4	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → 𝐼 ∈ ℤ)
6	5, 2	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝐼 − 1) ∈ ℤ)
7		metakunt15.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
8	7	nnzd 12425	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
9	8	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
10	9, 5	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℤ)
11		simpr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)))
12		elfz3 13266	. . . 4 ⊢ ((𝑀 − 𝐼) ∈ ℤ → (𝑀 − 𝐼) ∈ ((𝑀 − 𝐼)...(𝑀 − 𝐼)))
13	10, 12	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ((𝑀 − 𝐼)...(𝑀 − 𝐼)))
14	10	zcnd 12427	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℂ)
15		1cnd 10970	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → 1 ∈ ℂ)
16	14, 15	addcomd 11177	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → ((𝑀 − 𝐼) + 1) = (1 + (𝑀 − 𝐼)))
17	7	nncnd 11989	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
18	3	nncnd 11989	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℂ)
19		1cnd 10970	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
20	17, 18, 19	npncand 11356	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1)) = (𝑀 − 1))
21	20	eqcomd 2744	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑀 − 1) = ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1)))
22	17, 18	subcld 11332	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℂ)
23	18, 19	subcld 11332	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐼 − 1) ∈ ℂ)
24	22, 23	addcomd 11177	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1)) = ((𝐼 − 1) + (𝑀 − 𝐼)))
25	21, 24	eqtrd 2778	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑀 − 1) = ((𝐼 − 1) + (𝑀 − 𝐼)))
26	25	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝑀 − 1) = ((𝐼 − 1) + (𝑀 − 𝐼)))
27	2, 6, 10, 10, 11, 13, 16, 26	fzadd2d 39986	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1))) → (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)) ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))
28		1zzd 12351	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℤ)
29	4	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝐼 ∈ ℤ)
30	29, 28	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝐼 − 1) ∈ ℤ)
31		elfzelz 13256	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)) → 𝑦 ∈ ℤ)
32	31	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝑦 ∈ ℤ)
33	8	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
34	33, 29	zsubcld 12431	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℤ)
35	32, 34	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ∈ ℤ)
36		elfzle1 13259	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)) → ((𝑀 − 𝐼) + 1) ≤ 𝑦)
37	36	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → ((𝑀 − 𝐼) + 1) ≤ 𝑦)
38	34	zred 12426	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℝ)
39		1red 10976	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℝ)
40	32	zred 12426	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝑦 ∈ ℝ)
41	38, 39, 40	leaddsub2d 11577	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (((𝑀 − 𝐼) + 1) ≤ 𝑦 ↔ 1 ≤ (𝑦 − (𝑀 − 𝐼))))
42	37, 41	mpbid 231	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 1 ≤ (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)))
43		elfzle2 13260	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 1))
44	43	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 1))
45	20	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1)) = (𝑀 − 1))
46	44, 45	breqtrrd 5102	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → 𝑦 ≤ ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1)))
47	30	zred 12426	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝐼 − 1) ∈ ℝ)
48	40, 38, 47	lesubadd2d 11574	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → ((𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ≤ (𝐼 − 1) ↔ 𝑦 ≤ ((𝑀 − 𝐼) + (𝐼 − 1))))
49	46, 48	mpbird 256	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ≤ (𝐼 − 1))
50	28, 30, 35, 42, 49	elfzd 13247	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1))) → (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ∈ (1...(𝐼 − 1)))
51		eqcom 2745	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) = 𝑥 ↔ 𝑥 = (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)))
52	51	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → ((𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) = 𝑥 ↔ 𝑥 = (𝑦 − (𝑀 − 𝐼))))
53	31	zcnd 12427	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)) → 𝑦 ∈ ℂ)
54	53	ad2antll 726	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → 𝑦 ∈ ℂ)
55	17	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → 𝑀 ∈ ℂ)
56	18	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → 𝐼 ∈ ℂ)
57	55, 56	subcld 11332	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → (𝑀 − 𝐼) ∈ ℂ)
58		elfznn 13285	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) → 𝑥 ∈ ℕ)
59	58	nncnd 11989	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) → 𝑥 ∈ ℂ)
60	59	ad2antrl 725	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → 𝑥 ∈ ℂ)
61	54, 57, 60	subaddd 11350	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → ((𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) = 𝑥 ↔ ((𝑀 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦))
62	52, 61	bitr3d 280	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → (𝑥 = (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ↔ ((𝑀 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦))
63	57, 60	addcomd 11177	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → ((𝑀 − 𝐼) + 𝑥) = (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)))
64	63	eqeq1d 2740	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → (((𝑀 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)) = 𝑦))
65		eqcom 2745	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 + (𝑀 − 𝐼)) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (𝑀 − 𝐼)))
66	65	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → ((𝑥 + (𝑀 − 𝐼)) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (𝑀 − 𝐼))))
67	64, 66	bitrd 278	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → (((𝑀 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (𝑀 − 𝐼))))
68	62, 67	bitrd 278	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (1...(𝐼 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))) → (𝑥 = (𝑦 − (𝑀 − 𝐼)) ↔ 𝑦 = (𝑥 + (𝑀 − 𝐼))))
69	1, 27, 50, 68	f1o2d 7523	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(1...(𝐼 − 1))–1-1-onto→(((𝑀 − 𝐼) + 1)...(𝑀 − 1)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5074   ↦ cmpt 5157  –1-1-onto→wf1o 6432  (class class class)co 7275  ℂcc 10869  1c1 10872   + caddc 10874   ≤ cle 11010   − cmin 11205  ℕcn 11973  ℤcz 12319  ...cfz 13239

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240

This theorem is referenced by:  metakunt25  40149