Theorem metakunt16 42221

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

Hypotheses

Ref	Expression
metakunt16.1	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
metakunt16.2	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
metakunt16.3	⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
metakunt16.4	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ↦ (𝑥 + (1 − 𝐼)))

Assertion

Ref	Expression
metakunt16	⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐼...(𝑀 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑀 − 𝐼)))

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

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem metakunt16

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		metakunt16.4	. 2 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ↦ (𝑥 + (1 − 𝐼)))
2		metakunt16.2	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
3	2	nnzd 12640	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℤ)
4	3	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝐼 ∈ ℤ)
5		metakunt16.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
6	5	nnzd 12640	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7	6	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
8		1zzd 12648	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℤ)
9	7, 8	zsubcld 12727	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
10	8, 4	zsubcld 12727	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (1 − 𝐼) ∈ ℤ)
11		simpr 484	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)))
12		elfz3 13574	. . . 4 ⊢ ((1 − 𝐼) ∈ ℤ → (1 − 𝐼) ∈ ((1 − 𝐼)...(1 − 𝐼)))
13	10, 12	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (1 − 𝐼) ∈ ((1 − 𝐼)...(1 − 𝐼)))
14	4	zcnd 12723	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝐼 ∈ ℂ)
15		1cnd 11256	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℂ)
16	14, 15	pncan3d 11623	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) = 1)
17	16	eqcomd 2743	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 = (𝐼 + (1 − 𝐼)))
18	5	nncnd 12282	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
19	18	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑀 ∈ ℂ)
20	19, 15, 14	npncand 11644	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)) = (𝑀 − 𝐼))
21	20	eqcomd 2743	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) = ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)))
22	4, 9, 10, 10, 11, 13, 17, 21	fzadd2d 41979	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑥 + (1 − 𝐼)) ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))
23	3	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℤ)
24	6	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑀 ∈ ℤ)
25		1zzd 12648	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℤ)
26	24, 25	zsubcld 12727	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
27		elfznn 13593	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 𝑦 ∈ ℕ)
28	27	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℕ)
29		nnz 12634	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
30	28, 29	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℤ)
31	25, 23	zsubcld 12727	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℤ)
32	30, 31	zsubcld 12727	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ∈ ℤ)
33	23	zred 12722	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℝ)
34	33	recnd 11289	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℂ)
35		1cnd 11256	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℂ)
36	34, 35	pncan3d 11623	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) = 1)
37	27	nnge1d 12314	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 1 ≤ 𝑦)
38	37	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ≤ 𝑦)
39	36, 38	eqbrtrd 5165	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) ≤ 𝑦)
40		1red 11262	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℝ)
41	40, 33	resubcld 11691	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℝ)
42	28	nnred 12281	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℝ)
43	33, 41, 42	3jca 1129	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 ∈ ℝ ∧ (1 − 𝐼) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ))
44		leaddsub 11739	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ ℝ ∧ (1 − 𝐼) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ) → ((𝐼 + (1 − 𝐼)) ≤ 𝑦 ↔ 𝐼 ≤ (𝑦 − (1 − 𝐼))))
45	43, 44	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → ((𝐼 + (1 − 𝐼)) ≤ 𝑦 ↔ 𝐼 ≤ (𝑦 − (1 − 𝐼))))
46	39, 45	mpbid 232	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ≤ (𝑦 − (1 − 𝐼)))
47		elfzle2 13568	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 𝐼))
48	47	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 𝐼))
49	18	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑀 ∈ ℂ)
50	23	zcnd 12723	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℂ)
51	49, 35, 50	npncand 11644	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)) = (𝑀 − 𝐼))
52	48, 51	breqtrrd 5171	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ≤ ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)))
53	31	zred 12722	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℝ)
54	26	zred 12722	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑀 − 1) ∈ ℝ)
55	42, 53, 54	lesubaddd 11860	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → ((𝑦 − (1 − 𝐼)) ≤ (𝑀 − 1) ↔ 𝑦 ≤ ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼))))
56	52, 55	mpbird 257	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ≤ (𝑀 − 1))
57	23, 26, 32, 46, 56	elfzd 13555	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)))
58		1cnd 11256	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 1 ∈ ℂ)
59	34	adantrl 716	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝐼 ∈ ℂ)
60	58, 59	subcld 11620	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (1 − 𝐼) ∈ ℂ)
61		elfzelz 13564	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
62	61	ad2antrl 728	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑥 ∈ ℤ)
63		zcn 12618	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℤ → 𝑥 ∈ ℂ)
64	62, 63	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑥 ∈ ℂ)
65	28	adantrl 716	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑦 ∈ ℕ)
66		nncn 12274	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℂ)
67	65, 66	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑦 ∈ ℂ)
68	60, 64, 67	addrsub 11680	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼))))
69	68	bicomd 223	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼)) ↔ ((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦))
70	60, 64	addcomd 11463	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → ((1 − 𝐼) + 𝑥) = (𝑥 + (1 − 𝐼)))
71	70	eqeq1d 2739	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ (𝑥 + (1 − 𝐼)) = 𝑦))
72		eqcom 2744	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 + (1 − 𝐼)) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼)))
73	72	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → ((𝑥 + (1 − 𝐼)) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼))))
74	71, 73	bitrd 279	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼))))
75	69, 74	bitrd 279	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼)) ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼))))
76	1, 22, 57, 75	f1o2d 7687	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐼...(𝑀 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑀 − 𝐼)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108   class class class wbr 5143   ↦ cmpt 5225  –1-1-onto→wf1o 6560  (class class class)co 7431  ℂcc 11153  ℝcr 11154  1c1 11156   + caddc 11158   ≤ cle 11296   − cmin 11492  ℕcn 12266  ℤcz 12613  ...cfz 13547

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548

This theorem is referenced by:  metakunt25  42230