Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rabren3dioph Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rabren3dioph 37882
Description: Change variable numbers in a 3-variable Diophantine class abstraction. (Contributed by Stefan O'Rear, 17-Oct-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
rabren3dioph.a (((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ∧ (𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ∧ (𝑎‘3) = (𝑏𝑍)) → (𝜑𝜓))
rabren3dioph.b 𝑋 ∈ (1...𝑁)
rabren3dioph.c 𝑌 ∈ (1...𝑁)
rabren3dioph.d 𝑍 ∈ (1...𝑁)
Assertion
Ref Expression
rabren3dioph ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ {𝑎 ∈ (ℕ0𝑚 (1...3)) ∣ 𝜑} ∈ (Dioph‘3)) → {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ 𝜓} ∈ (Dioph‘𝑁))
Distinct variable groups:   𝜓,𝑎   𝜑,𝑏   𝑋,𝑎,𝑏   𝑌,𝑎,𝑏   𝑍,𝑎,𝑏   𝑁,𝑎,𝑏
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑎)   𝜓(𝑏)

Proof of Theorem rabren3dioph
StepHypRef Expression
1 vex 3401 . . . . 5 𝑏 ∈ V
2 tpex 7190 . . . . 5 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} ∈ V
31, 2coex 7351 . . . 4 (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) ∈ V
4 1ne2 11510 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 2
5 1re 10328 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
6 1lt3 11475 . . . . . . . . . . 11 1 < 3
75, 6ltneii 10438 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 3
8 2re 11377 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ
9 2lt3 11474 . . . . . . . . . . 11 2 < 3
108, 9ltneii 10438 . . . . . . . . . 10 2 ≠ 3
11 1ex 10324 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
12 2ex 11379 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ V
13 3ex 11383 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ V
14 rabren3dioph.b . . . . . . . . . . . 12 𝑋 ∈ (1...𝑁)
1514elexi 3414 . . . . . . . . . . 11 𝑋 ∈ V
16 rabren3dioph.c . . . . . . . . . . . 12 𝑌 ∈ (1...𝑁)
1716elexi 3414 . . . . . . . . . . 11 𝑌 ∈ V
18 rabren3dioph.d . . . . . . . . . . . 12 𝑍 ∈ (1...𝑁)
1918elexi 3414 . . . . . . . . . . 11 𝑍 ∈ V
2011, 12, 13, 15, 17, 19fntp 6164 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3) → {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3})
214, 7, 10, 20mp3an 1578 . . . . . . . . 9 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3}
2211tpid1 4501 . . . . . . . . 9 1 ∈ {1, 2, 3}
23 fvco2 6497 . . . . . . . . 9 (({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3} ∧ 1 ∈ {1, 2, 3}) → ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1)))
2421, 22, 23mp2an 675 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1))
2511, 15fvtp1 6688 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1) = 𝑋)
264, 7, 25mp2an 675 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1) = 𝑋
2726fveq2i 6414 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1)) = (𝑏𝑋)
2824, 27eqtri 2835 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋)
2912tpid2 4502 . . . . . . . . 9 2 ∈ {1, 2, 3}
30 fvco2 6497 . . . . . . . . 9 (({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3} ∧ 2 ∈ {1, 2, 3}) → ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2)))
3121, 29, 30mp2an 675 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2))
3212, 17fvtp2 6689 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 2 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2) = 𝑌)
334, 10, 32mp2an 675 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2) = 𝑌
3433fveq2i 6414 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2)) = (𝑏𝑌)
3531, 34eqtri 2835 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌)
3613tpid3 4504 . . . . . . . . 9 3 ∈ {1, 2, 3}
37 fvco2 6497 . . . . . . . . 9 (({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3} ∧ 3 ∈ {1, 2, 3}) → ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3)))
3821, 36, 37mp2an 675 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3))
3913, 19fvtp3 6690 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3) = 𝑍)
407, 10, 39mp2an 675 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3) = 𝑍
4140fveq2i 6414 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3)) = (𝑏𝑍)
4238, 41eqtri 2835 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍)
4328, 35, 423pm3.2i 1431 . . . . . 6 (((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋) ∧ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌) ∧ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍))
44 fveq1 6410 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘1) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1))
4544eqeq1d 2815 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋)))
46 fveq1 6410 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘2) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2))
4746eqeq1d 2815 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌)))
48 fveq1 6410 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘3) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3))
4948eqeq1d 2815 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘3) = (𝑏𝑍) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍)))
5045, 47, 493anbi123d 1553 . . . . . 6 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ∧ (𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ∧ (𝑎‘3) = (𝑏𝑍)) ↔ (((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋) ∧ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌) ∧ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍))))
5143, 50mpbiri 249 . . . . 5 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ∧ (𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ∧ (𝑎‘3) = (𝑏𝑍)))
52 rabren3dioph.a . . . . 5 (((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ∧ (𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ∧ (𝑎‘3) = (𝑏𝑍)) → (𝜑𝜓))
5351, 52syl 17 . . . 4 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝜑𝜓))
543, 53sbcie 3675 . . 3 ([(𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) / 𝑎]𝜑𝜓)
5554rabbii 3382 . 2 {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ [(𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) / 𝑎]𝜑} = {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ 𝜓}
5611, 12, 13, 15, 17, 19, 4, 7, 10ftp 6651 . . . . 5 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:{1, 2, 3}⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍}
57 1z 11676 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
58 fztp 12623 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → (1...(1 + 2)) = {1, (1 + 1), (1 + 2)})
5957, 58ax-mp 5 . . . . . . 7 (1...(1 + 2)) = {1, (1 + 1), (1 + 2)}
60 1p2e3 11438 . . . . . . . 8 (1 + 2) = 3
6160oveq2i 6888 . . . . . . 7 (1...(1 + 2)) = (1...3)
62 eqidd 2814 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → 1 = 1)
63 1p1e2 11420 . . . . . . . . . 10 (1 + 1) = 2
6463a1i 11 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → (1 + 1) = 2)
6560a1i 11 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → (1 + 2) = 3)
6662, 64, 65tpeq123d 4481 . . . . . . . 8 (1 ∈ ℤ → {1, (1 + 1), (1 + 2)} = {1, 2, 3})
6757, 66ax-mp 5 . . . . . . 7 {1, (1 + 1), (1 + 2)} = {1, 2, 3}
6859, 61, 673eqtr3i 2843 . . . . . 6 (1...3) = {1, 2, 3}
6968feq2i 6251 . . . . 5 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍} ↔ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:{1, 2, 3}⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍})
7056, 69mpbir 222 . . . 4 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍}
7114, 16, 183pm3.2i 1431 . . . . 5 (𝑋 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑌 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑍 ∈ (1...𝑁))
7215, 17, 19tpss 4563 . . . . 5 ((𝑋 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑌 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑍 ∈ (1...𝑁)) ↔ {𝑋, 𝑌, 𝑍} ⊆ (1...𝑁))
7371, 72mpbi 221 . . . 4 {𝑋, 𝑌, 𝑍} ⊆ (1...𝑁)
74 fss 6272 . . . 4 (({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍} ∧ {𝑋, 𝑌, 𝑍} ⊆ (1...𝑁)) → {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶(1...𝑁))
7570, 73, 74mp2an 675 . . 3 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶(1...𝑁)
76 rabrenfdioph 37881 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶(1...𝑁) ∧ {𝑎 ∈ (ℕ0𝑚 (1...3)) ∣ 𝜑} ∈ (Dioph‘3)) → {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ [(𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) / 𝑎]𝜑} ∈ (Dioph‘𝑁))
7775, 76mp3an2 1566 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ {𝑎 ∈ (ℕ0𝑚 (1...3)) ∣ 𝜑} ∈ (Dioph‘3)) → {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ [(𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) / 𝑎]𝜑} ∈ (Dioph‘𝑁))
7855, 77syl5eqelr 2897 1 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ {𝑎 ∈ (ℕ0𝑚 (1...3)) ∣ 𝜑} ∈ (Dioph‘3)) → {𝑏 ∈ (ℕ0𝑚 (1...𝑁)) ∣ 𝜓} ∈ (Dioph‘𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1100   = wceq 1637  wcel 2157  wne 2985  {crab 3107  [wsbc 3640  wss 3776  {ctp 4381  cop 4383  ccom 5322   Fn wfn 6099  wf 6100  cfv 6104  (class class class)co 6877  𝑚 cmap 8095  1c1 10225   + caddc 10227  2c2 11359  3c3 11360  0cn0 11562  cz 11646  ...cfz 12552  Diophcdioph 37821
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2069  ax-7 2105  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2186  ax-11 2202  ax-12 2215  ax-13 2422  ax-ext 2791  ax-rep 4971  ax-sep 4982  ax-nul 4990  ax-pow 5042  ax-pr 5103  ax-un 7182  ax-inf2 8788  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2062  df-mo 2635  df-eu 2638  df-clab 2800  df-cleq 2806  df-clel 2809  df-nfc 2944  df-ne 2986  df-nel 3089  df-ral 3108  df-rex 3109  df-reu 3110  df-rmo 3111  df-rab 3112  df-v 3400  df-sbc 3641  df-csb 3736  df-dif 3779  df-un 3781  df-in 3783  df-ss 3790  df-pss 3792  df-nul 4124  df-if 4287  df-pw 4360  df-sn 4378  df-pr 4380  df-tp 4382  df-op 4384  df-uni 4638  df-int 4677  df-iun 4721  df-br 4852  df-opab 4914  df-mpt 4931  df-tr 4954  df-id 5226  df-eprel 5231  df-po 5239  df-so 5240  df-fr 5277  df-we 5279  df-xp 5324  df-rel 5325  df-cnv 5326  df-co 5327  df-dm 5328  df-rn 5329  df-res 5330  df-ima 5331  df-pred 5900  df-ord 5946  df-on 5947  df-lim 5948  df-suc 5949  df-iota 6067  df-fun 6106  df-fn 6107  df-f 6108  df-f1 6109  df-fo 6110  df-f1o 6111  df-fv 6112  df-riota 6838  df-ov 6880  df-oprab 6881  df-mpt2 6882  df-of 7130  df-om 7299  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-oadd 7803  df-er 7982  df-map 8097  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-card 9051  df-cda 9278  df-pnf 10364  df-mnf 10365  df-xr 10366  df-ltxr 10367  df-le 10368  df-sub 10556  df-neg 10557  df-nn 11309  df-2 11367  df-3 11368  df-n0 11563  df-z 11647  df-uz 11908  df-fz 12553  df-hash 13341  df-mzpcl 37789  df-mzp 37790  df-dioph 37822
This theorem is referenced by:  rmxdioph  38085  expdiophlem2  38091
  Copyright terms: Public domain W3C validator