Theorem metakunt16 40140

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 12425	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℤ)
4	3	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝐼 ∈ ℤ)
5		metakunt16.1	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
6	5	nnzd 12425	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
7	6	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑀 ∈ ℤ)
8		1zzd 12351	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℤ)
9	7, 8	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
10	8, 4	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (1 − 𝐼) ∈ ℤ)
11		simpr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)))
12		elfz3 13266	. . . 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 12427	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝐼 ∈ ℂ)
15		1cnd 10970	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 ∈ ℂ)
16	14, 15	pncan3d 11335	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) = 1)
17	16	eqcomd 2744	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 1 = (𝐼 + (1 − 𝐼)))
18	5	nncnd 11989	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℂ)
19	18	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → 𝑀 ∈ ℂ)
20	19, 15, 14	npncand 11356	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)) = (𝑀 − 𝐼))
21	20	eqcomd 2744	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑀 − 𝐼) = ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)))
22	4, 9, 10, 10, 11, 13, 17, 21	fzadd2d 39986	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1))) → (𝑥 + (1 − 𝐼)) ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))
23	3	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℤ)
24	6	adantr 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑀 ∈ ℤ)
25		1zzd 12351	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℤ)
26	24, 25	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑀 − 1) ∈ ℤ)
27		elfznn 13285	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 𝑦 ∈ ℕ)
28	27	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℕ)
29		nnz 12342	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
30	28, 29	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℤ)
31	25, 23	zsubcld 12431	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℤ)
32	30, 31	zsubcld 12431	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ∈ ℤ)
33	23	zred 12426	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℝ)
34	33	recnd 11003	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℂ)
35		1cnd 10970	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℂ)
36	34, 35	pncan3d 11335	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) = 1)
37	27	nnge1d 12021	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 1 ≤ 𝑦)
38	37	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ≤ 𝑦)
39	36, 38	eqbrtrd 5096	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 + (1 − 𝐼)) ≤ 𝑦)
40		1red 10976	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 1 ∈ ℝ)
41	40, 33	resubcld 11403	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℝ)
42	28	nnred 11988	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ∈ ℝ)
43	33, 41, 42	3jca 1127	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝐼 ∈ ℝ ∧ (1 − 𝐼) ∈ ℝ ∧ 𝑦 ∈ ℝ))
44		leaddsub 11451	. . . . 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 231	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ≤ (𝑦 − (1 − 𝐼)))
47		elfzle2 13260	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 𝐼))
48	47	adantl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ≤ (𝑀 − 𝐼))
49	18	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑀 ∈ ℂ)
50	23	zcnd 12427	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝐼 ∈ ℂ)
51	49, 35, 50	npncand 11356	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)) = (𝑀 − 𝐼))
52	48, 51	breqtrrd 5102	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → 𝑦 ≤ ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼)))
53	31	zred 12426	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (1 − 𝐼) ∈ ℝ)
54	26	zred 12426	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑀 − 1) ∈ ℝ)
55	42, 53, 54	lesubaddd 11572	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → ((𝑦 − (1 − 𝐼)) ≤ (𝑀 − 1) ↔ 𝑦 ≤ ((𝑀 − 1) + (1 − 𝐼))))
56	52, 55	mpbird 256	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ≤ (𝑀 − 1))
57	23, 26, 32, 46, 56	elfzd 13247	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼))) → (𝑦 − (1 − 𝐼)) ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)))
58		1cnd 10970	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 1 ∈ ℂ)
59	34	adantrl 713	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝐼 ∈ ℂ)
60	58, 59	subcld 11332	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (1 − 𝐼) ∈ ℂ)
61		elfzelz 13256	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) → 𝑥 ∈ ℤ)
62	61	ad2antrl 725	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑥 ∈ ℤ)
63		zcn 12324	. . . . . 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 713	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → 𝑦 ∈ ℕ)
66		nncn 11981	. . . . . 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 11392	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼))))
69	68	bicomd 222	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼)) ↔ ((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦))
70	60, 64	addcomd 11177	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → ((1 − 𝐼) + 𝑥) = (𝑥 + (1 − 𝐼)))
71	70	eqeq1d 2740	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ (𝑥 + (1 − 𝐼)) = 𝑦))
72		eqcom 2745	. . . . 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 278	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (((1 − 𝐼) + 𝑥) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼))))
75	69, 74	bitrd 278	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (𝐼...(𝑀 − 1)) ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑀 − 𝐼)))) → (𝑥 = (𝑦 − (1 − 𝐼)) ↔ 𝑦 = (𝑥 + (1 − 𝐼))))
76	1, 22, 57, 75	f1o2d 7523	1 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(𝐼...(𝑀 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑀 − 𝐼)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5074   ↦ cmpt 5157  –1-1-onto→wf1o 6432  (class class class)co 7275  ℂcc 10869  ℝcr 10870  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