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 42803
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 3482 . . . . 5 𝑏 ∈ V
2 tpex 7765 . . . . 5 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} ∈ V
31, 2coex 7953 . . . 4 (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) ∈ V
4 1ne2 12472 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 2
5 1re 11259 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ ℝ
6 1lt3 12437 . . . . . . . . . . 11 1 < 3
75, 6ltneii 11372 . . . . . . . . . 10 1 ≠ 3
8 2re 12338 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℝ
9 2lt3 12436 . . . . . . . . . . 11 2 < 3
108, 9ltneii 11372 . . . . . . . . . 10 2 ≠ 3
11 1ex 11255 . . . . . . . . . . 11 1 ∈ V
12 2ex 12341 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ V
13 3ex 12346 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ V
14 rabren3dioph.b . . . . . . . . . . . 12 𝑋 ∈ (1...𝑁)
1514elexi 3501 . . . . . . . . . . 11 𝑋 ∈ V
16 rabren3dioph.c . . . . . . . . . . . 12 𝑌 ∈ (1...𝑁)
1716elexi 3501 . . . . . . . . . . 11 𝑌 ∈ V
18 rabren3dioph.d . . . . . . . . . . . 12 𝑍 ∈ (1...𝑁)
1918elexi 3501 . . . . . . . . . . 11 𝑍 ∈ V
2011, 12, 13, 15, 17, 19fntp 6629 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3) → {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3})
214, 7, 10, 20mp3an 1460 . . . . . . . . 9 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩} Fn {1, 2, 3}
2211tpid1 4773 . . . . . . . . 9 1 ∈ {1, 2, 3}
23 fvco2 7006 . . . . . . . . 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 692 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1))
2511, 15fvtp1 7215 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1) = 𝑋)
264, 7, 25mp2an 692 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1) = 𝑋
2726fveq2i 6910 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘1)) = (𝑏𝑋)
2824, 27eqtri 2763 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋)
2912tpid2 4775 . . . . . . . . 9 2 ∈ {1, 2, 3}
30 fvco2 7006 . . . . . . . . 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 692 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2))
3212, 17fvtp2 7216 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 2 ∧ 2 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2) = 𝑌)
334, 10, 32mp2an 692 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2) = 𝑌
3433fveq2i 6910 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘2)) = (𝑏𝑌)
3531, 34eqtri 2763 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌)
3613tpid3 4778 . . . . . . . . 9 3 ∈ {1, 2, 3}
37 fvco2 7006 . . . . . . . . 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 692 . . . . . . . 8 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3))
3913, 19fvtp3 7217 . . . . . . . . . 10 ((1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3) → ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3) = 𝑍)
407, 10, 39mp2an 692 . . . . . . . . 9 ({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3) = 𝑍
4140fveq2i 6910 . . . . . . . 8 (𝑏‘({⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}‘3)) = (𝑏𝑍)
4238, 41eqtri 2763 . . . . . . 7 ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍)
4328, 35, 423pm3.2i 1338 . . . . . 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 6906 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘1) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1))
4544eqeq1d 2737 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘1) = (𝑏𝑋) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘1) = (𝑏𝑋)))
46 fveq1 6906 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘2) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2))
4746eqeq1d 2737 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘2) = (𝑏𝑌) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘2) = (𝑏𝑌)))
48 fveq1 6906 . . . . . . . 8 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → (𝑎‘3) = ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3))
4948eqeq1d 2737 . . . . . . 7 (𝑎 = (𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) → ((𝑎‘3) = (𝑏𝑍) ↔ ((𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩})‘3) = (𝑏𝑍)))
5045, 47, 493anbi123d 1435 . . . . . 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 258 . . . . 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 3835 . . 3 ([(𝑏 ∘ {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}) / 𝑎]𝜑𝜓)
5554rabbii 3439 . 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 7177 . . . . 5 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:{1, 2, 3}⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍}
57 1z 12645 . . . . . . . 8 1 ∈ ℤ
58 fztp 13617 . . . . . . . 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 12407 . . . . . . . 8 (1 + 2) = 3
6160oveq2i 7442 . . . . . . 7 (1...(1 + 2)) = (1...3)
62 eqidd 2736 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → 1 = 1)
63 1p1e2 12389 . . . . . . . . . 10 (1 + 1) = 2
6463a1i 11 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → (1 + 1) = 2)
6560a1i 11 . . . . . . . . 9 (1 ∈ ℤ → (1 + 2) = 3)
6662, 64, 65tpeq123d 4753 . . . . . . . 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 2771 . . . . . 6 (1...3) = {1, 2, 3}
6968feq2i 6729 . . . . 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 231 . . . 4 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶{𝑋, 𝑌, 𝑍}
7114, 16, 183pm3.2i 1338 . . . . 5 (𝑋 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑌 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑍 ∈ (1...𝑁))
7215, 17, 19tpss 4842 . . . . 5 ((𝑋 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑌 ∈ (1...𝑁) ∧ 𝑍 ∈ (1...𝑁)) ↔ {𝑋, 𝑌, 𝑍} ⊆ (1...𝑁))
7371, 72mpbi 230 . . . 4 {𝑋, 𝑌, 𝑍} ⊆ (1...𝑁)
74 fss 6753 . . . 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 692 . . 3 {⟨1, 𝑋⟩, ⟨2, 𝑌⟩, ⟨3, 𝑍⟩}:(1...3)⟶(1...𝑁)
76 rabrenfdioph 42802 . . 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 1448 . 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, 77eqeltrrid 2844 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 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  {crab 3433  [wsbc 3791  wss 3963  {ctp 4635  cop 4637  ccom 5693   Fn wfn 6558  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  m cmap 8865  1c1 11154   + caddc 11156  2c2 12319  3c3 12320  0cn0 12524  cz 12611  ...cfz 13544  Diophcdioph 42743
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-inf2 9679  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-oadd 8509  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-dju 9939  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-fz 13545  df-hash 14367  df-mzpcl 42711  df-mzp 42712  df-dioph 42744
This theorem is referenced by:  rmxdioph  43005  expdiophlem2  43011
  Copyright terms: Public domain W3C validator