Theorem relexp1g 15099

Description: A relation composed once is itself. (Contributed by RP, 22-May-2020.)

Assertion

Ref	Expression
relexp1g	⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → (𝑅↑𝑟1) = 𝑅)

Proof of Theorem relexp1g

Dummy variables 𝑛 𝑟 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-relexp 15093	. . 3 ⊢ ↑𝑟 = (𝑟 ∈ V, 𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ( I ↾ (dom 𝑟 ∪ ran 𝑟)), (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛)))
2	1	a1i 11	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → ↑𝑟 = (𝑟 ∈ V, 𝑛 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑛 = 0, ( I ↾ (dom 𝑟 ∪ ran 𝑟)), (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛))))
3		simprr 785	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → 𝑛 = 1)
4		ax-1ne0 11193	. . . . . . 7 ⊢ 1 ≠ 0
5		neeq1 3017	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑛 ≠ 0 ↔ 1 ≠ 0))
6	4, 5	mpbiri 261	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 1 → 𝑛 ≠ 0)
7	3, 6	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → 𝑛 ≠ 0)
8	7	neneqd 2960	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → ¬ 𝑛 = 0)
9	8	iffalsed 4493	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → if(𝑛 = 0, ( I ↾ (dom 𝑟 ∪ ran 𝑟)), (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛)) = (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛))
10		simprl 783	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → 𝑟 = 𝑅)
11	10	mpteq2dv 5199	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟) = (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅))
12	11	seqeq3d 14073	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟)) = seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅)))
13	12, 3	fveq12d 6885	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛) = (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅))‘1))
14		1z 12648	. . . 4 ⊢ 1 ∈ ℤ
15		eqidd 2761	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅) = (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅))
16		eqidd 2761	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) ∧ 𝑧 = 1) → 𝑅 = 𝑅)
17		1ex 11227	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
18	17	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → 1 ∈ V)
19		simpl 488	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → 𝑅 ∈ 𝑉)
20	15, 16, 18, 19	fvmptd 6994	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → ((𝑧 ∈ V ↦ 𝑅)‘1) = 𝑅)
21	14, 20	seq1i 14079	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑅))‘1) = 𝑅)
22	9, 13, 21	3eqtrd 2799	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ (𝑟 = 𝑅 ∧ 𝑛 = 1)) → if(𝑛 = 0, ( I ↾ (dom 𝑟 ∪ ran 𝑟)), (seq1((𝑥 ∈ V, 𝑦 ∈ V ↦ (𝑥 ∘ 𝑟)), (𝑧 ∈ V ↦ 𝑟))‘𝑛)) = 𝑅)
23		elex 3471	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → 𝑅 ∈ V)
24		1nn0 12544	. . 3 ⊢ 1 ∈ ℕ0
25	24	a1i 11	. 2 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → 1 ∈ ℕ0)
26	2, 22, 23, 25, 23	ovmpod 7565	1 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → (𝑅↑𝑟1) = 𝑅)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  Vcvv 3450   ∪ cun 3897  ifcif 4482   ↦ cmpt 5186   I cid 5549  dom cdm 5655  ran crn 5656   ↾ cres 5657   ∘ ccom 5659  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413   ∈ cmpo 7415  0cc0 11124  1c1 11125  ℕ₀cn0 12528  seqcseq 14065  ↑_𝑟crelexp 15092

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-er 8696  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12888  df-seq 14066  df-relexp 15093

This theorem is used by:  dfid5  15100  dfid6  15101  relexp1d  15102  relexpsucnnl  15103  relexpsucl  15104  relexpsucr  15105  relexpcnv  15108  relexprelg  15111  relexpnndm  15114  relexpfld  15122  relexpaddnn  15124  relexpaddg  15126  dfrcl3  44515  relexp2  44517  iunrelexp0  44542  relexpxpnnidm  44543  corclrcl  44547  iunrelexpmin1  44548  trclrelexplem  44551  iunrelexpmin2  44552  relexp01min  44553  relexp0a  44556  relexpaddss  44558  dftrcl3  44560  cotrcltrcl  44565  trclimalb2  44566  trclfvdecomr  44568  dfrtrcl3  44573  corcltrcl  44579  cotrclrcl  44582