Theorem metakunt26 40998

Description: Construction of one solution of the increment equation system. (Contributed by metakunt, 7-Jul-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
metakunt26.1	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
metakunt26.2	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
metakunt26.3	⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
metakunt26.4	⊢ 𝐴 = (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))
metakunt26.5	⊢ 𝐶 = (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝐼, if(𝑦 < 𝐼, 𝑦, (𝑦 + 1))))
metakunt26.6	⊢ 𝐵 = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝑀, if(𝑧 < 𝐼, (𝑧 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑧 + (1 − 𝐼)))))
metakunt26.7	⊢ (𝜑 → 𝑋 = 𝐼)

Assertion

Ref	Expression
metakunt26	⊢ (𝜑 → (𝐶‘(𝐵‘(𝐴‘𝑋))) = 𝑋)

Distinct variable groups:   𝑦,𝐼   𝑥,𝑀   𝑦,𝑀   𝑧,𝑀   𝑥,𝑋   𝜑,𝑥   𝜑,𝑦   𝜑,𝑧

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐶(𝑥,𝑦,𝑧)   𝐼(𝑥,𝑧)   𝑋(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem metakunt26

Step	Hyp	Ref	Expression
1		metakunt26.4	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐴 = (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))
2	1	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 = (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))))
3		metakunt26.7	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = 𝐼)
4	3	eqeq2d 2743	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 = 𝑋 ↔ 𝑥 = 𝐼))
5		simpr 485	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = 𝐼) → 𝑥 = 𝐼)
6	5	iftrued 4535	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = 𝐼) → if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))) = 𝑀)
7	6	ex 413	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑥 = 𝐼 → if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))) = 𝑀))
8	4, 7	sylbid 239	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑥 = 𝑋 → if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))) = 𝑀))
9	8	imp 407	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = 𝑋) → if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))) = 𝑀)
10		1zzd 12589	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
11		metakunt26.1	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
12		nnz 12575	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℤ)
13	11, 12	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
14		metakunt26.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
15	14	nnzd 12581	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℤ)
16	14	nnge1d 12256	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 1 ≤ 𝐼)
17		metakunt26.3	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
18	10, 13, 15, 16, 17	elfzd 13488	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (1...𝑀))
19	3	eleq1d 2818	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∈ (1...𝑀) ↔ 𝐼 ∈ (1...𝑀)))
20	18, 19	mpbird 256	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ (1...𝑀))
21	2, 9, 20, 11	fvmptd 7002	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴‘𝑋) = 𝑀)
22	21	fveq2d 6892	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵‘(𝐴‘𝑋)) = (𝐵‘𝑀))
23		metakunt26.6	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝑀, if(𝑧 < 𝐼, (𝑧 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑧 + (1 − 𝐼)))))
24	23	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝑀, if(𝑧 < 𝐼, (𝑧 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑧 + (1 − 𝐼))))))
25		simpr 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 = 𝑀) → 𝑧 = 𝑀)
26	25	iftrued 4535	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑧 = 𝑀) → if(𝑧 = 𝑀, 𝑀, if(𝑧 < 𝐼, (𝑧 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑧 + (1 − 𝐼)))) = 𝑀)
27		1zzd 12589	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 1 ∈ ℤ)
28		nnge1 12236	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 1 ≤ 𝑀)
29		nnre 12215	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ ℝ)
30	29	leidd 11776	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ≤ 𝑀)
31	27, 12, 12, 28, 30	elfzd 13488	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 ∈ ℕ → 𝑀 ∈ (1...𝑀))
32	11, 31	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ (1...𝑀))
33	24, 26, 32, 11	fvmptd 7002	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐵‘𝑀) = 𝑀)
34	22, 33	eqtrd 2772	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐵‘(𝐴‘𝑋)) = 𝑀)
35	34	fveq2d 6892	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶‘(𝐵‘(𝐴‘𝑋))) = (𝐶‘𝑀))
36		metakunt26.5	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝐼, if(𝑦 < 𝐼, 𝑦, (𝑦 + 1))))
37	36	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 = (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝐼, if(𝑦 < 𝐼, 𝑦, (𝑦 + 1)))))
38		simpr 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝑀) → 𝑦 = 𝑀)
39	38	iftrued 4535	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝑀) → if(𝑦 = 𝑀, 𝐼, if(𝑦 < 𝐼, 𝑦, (𝑦 + 1))) = 𝐼)
40	37, 39, 32, 14	fvmptd 7002	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶‘𝑀) = 𝐼)
41	35, 40	eqtrd 2772	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐶‘(𝐵‘(𝐴‘𝑋))) = 𝐼)
42	3	eqcomd 2738	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐼 = 𝑋)
43	41, 42	eqtrd 2772	1 ⊢ (𝜑 → (𝐶‘(𝐵‘(𝐴‘𝑋))) = 𝑋)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ifcif 4527   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  1c1 11107   + caddc 11109   < clt 11244   ≤ cle 11245   − cmin 11440  ℕcn 12208  ℤcz 12554  ...cfz 13480

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-n0 12469  df-z 12555  df-fz 13481

This theorem is referenced by:  metakunt31  41003