Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  prodindf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem prodindf 33021
Description: The product of indicators is one if and only if all values are in the set. (Contributed by Thierry Arnoux, 11-Dec-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
prodindf.1 (𝜑𝑂𝑉)
prodindf.2 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
prodindf.3 (𝜑𝐵𝑂)
prodindf.4 (𝜑𝐹:𝐴𝑂)
Assertion
Ref Expression
prodindf (𝜑 → ∏𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = if(ran 𝐹𝐵, 1, 0))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑘   𝐵,𝑘   𝑘,𝐹   𝑘,𝑂   𝜑,𝑘
Allowed substitution hint:   𝑉(𝑘)

Proof of Theorem prodindf
Dummy variable 𝑙 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2fveq3 6897 . . 3 (𝑘 = 𝑙 → (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)))
2 prodindf.2 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ Fin)
3 prodindf.1 . . . . . 6 (𝜑𝑂𝑉)
4 prodindf.3 . . . . . 6 (𝜑𝐵𝑂)
5 indf 33013 . . . . . 6 ((𝑂𝑉𝐵𝑂) → ((𝟭‘𝑂)‘𝐵):𝑂⟶{0, 1})
63, 4, 5syl2anc 585 . . . . 5 (𝜑 → ((𝟭‘𝑂)‘𝐵):𝑂⟶{0, 1})
76adantr 482 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → ((𝟭‘𝑂)‘𝐵):𝑂⟶{0, 1})
8 prodindf.4 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝐴𝑂)
98ffvelcdmda 7087 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ 𝑂)
107, 9ffvelcdmd 7088 . . 3 ((𝜑𝑘𝐴) → (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) ∈ {0, 1})
111, 2, 10fprodex01 32031 . 2 (𝜑 → ∏𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = if(∀𝑙𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = 1, 1, 0))
12 2fveq3 6897 . . . . . 6 (𝑙 = 𝑘 → (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)))
1312eqeq1d 2735 . . . . 5 (𝑙 = 𝑘 → ((((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = 1 ↔ (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1))
1413cbvralvw 3235 . . . 4 (∀𝑙𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = 1 ↔ ∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1)
1514a1i 11 . . 3 (𝜑 → (∀𝑙𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = 1 ↔ ∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1))
1615ifbid 4552 . 2 (𝜑 → if(∀𝑙𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑙)) = 1, 1, 0) = if(∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1, 1, 0))
17 eqid 2733 . . . . . 6 (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))
1817rnmptss 7122 . . . . 5 (∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ 𝐵 → ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵)
19 nfv 1918 . . . . . . . 8 𝑘𝜑
20 nfmpt1 5257 . . . . . . . . . 10 𝑘(𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))
2120nfrn 5952 . . . . . . . . 9 𝑘ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))
22 nfcv 2904 . . . . . . . . 9 𝑘𝐵
2321, 22nfss 3975 . . . . . . . 8 𝑘ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵
2419, 23nfan 1903 . . . . . . 7 𝑘(𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵)
25 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵) ∧ 𝑘𝐴) → ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵)
268feqmptd 6961 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹 = (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
27 eqidd 2734 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑘 = 𝑘)
2826, 27fveq12d 6899 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐹𝑘) = ((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))‘𝑘))
2928ralrimivw 3151 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) = ((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))‘𝑘))
3029r19.21bi 3249 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) = ((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))‘𝑘))
318ffnd 6719 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐹 Fn 𝐴)
3226fneq1d 6643 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐹 Fn 𝐴 ↔ (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) Fn 𝐴))
3331, 32mpbid 231 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) Fn 𝐴)
3433adantr 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) Fn 𝐴)
35 simpr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑘𝐴)
36 fnfvelrn 7083 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) Fn 𝐴𝑘𝐴) → ((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))‘𝑘) ∈ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
3734, 35, 36syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑘𝐴) → ((𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘))‘𝑘) ∈ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
3830, 37eqeltrd 2834 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
3938adantlr 714 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵) ∧ 𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
4025, 39sseldd 3984 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵) ∧ 𝑘𝐴) → (𝐹𝑘) ∈ 𝐵)
4140ex 414 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵) → (𝑘𝐴 → (𝐹𝑘) ∈ 𝐵))
4224, 41ralrimi 3255 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵) → ∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ 𝐵)
4342ex 414 . . . . 5 (𝜑 → (ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵 → ∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ 𝐵))
4418, 43impbid2 225 . . . 4 (𝜑 → (∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ 𝐵 ↔ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵))
453adantr 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝑂𝑉)
464adantr 482 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐴) → 𝐵𝑂)
47 ind1a 33017 . . . . . 6 ((𝑂𝑉𝐵𝑂 ∧ (𝐹𝑘) ∈ 𝑂) → ((((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1 ↔ (𝐹𝑘) ∈ 𝐵))
4845, 46, 9, 47syl3anc 1372 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐴) → ((((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1 ↔ (𝐹𝑘) ∈ 𝐵))
4948ralbidva 3176 . . . 4 (𝜑 → (∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1 ↔ ∀𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ∈ 𝐵))
5026rneqd 5938 . . . . 5 (𝜑 → ran 𝐹 = ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)))
5150sseq1d 4014 . . . 4 (𝜑 → (ran 𝐹𝐵 ↔ ran (𝑘𝐴 ↦ (𝐹𝑘)) ⊆ 𝐵))
5244, 49, 513bitr4d 311 . . 3 (𝜑 → (∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1 ↔ ran 𝐹𝐵))
5352ifbid 4552 . 2 (𝜑 → if(∀𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = 1, 1, 0) = if(ran 𝐹𝐵, 1, 0))
5411, 16, 533eqtrd 2777 1 (𝜑 → ∏𝑘𝐴 (((𝟭‘𝑂)‘𝐵)‘(𝐹𝑘)) = if(ran 𝐹𝐵, 1, 0))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397   = wceq 1542  wcel 2107  wral 3062  wss 3949  ifcif 4529  {cpr 4631  cmpt 5232  ran crn 5678   Fn wfn 6539  wf 6540  cfv 6544  Fincfn 8939  0cc0 11110  1c1 11111  cprod 15849  𝟭cind 33008
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-oi 9505  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-rp 12975  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-seq 13967  df-exp 14028  df-hash 14291  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-clim 15432  df-prod 15850  df-ind 33009
This theorem is referenced by:  hashreprin  33632
  Copyright terms: Public domain W3C validator