Theorem relexpnndm 15003

Description: The domain of an exponentiation of a relation a subset of the relation's field. (Contributed by RP, 23-May-2020.)

Assertion

Ref	Expression
relexpnndm	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → dom (𝑅↑𝑟𝑁) ⊆ dom 𝑅)

Proof of Theorem relexpnndm

Dummy variables 𝑛 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq2 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 1 → (𝑅↑𝑟𝑛) = (𝑅↑𝑟1))
2	1	dmeqd 5860	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 1 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) = dom (𝑅↑𝑟1))
3	2	sseq1d 3953	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 1 → (dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅 ↔ dom (𝑅↑𝑟1) ⊆ dom 𝑅))
4	3	imbi2d 340	. . 3 ⊢ (𝑛 = 1 → ((𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅) ↔ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟1) ⊆ dom 𝑅)))
5		oveq2 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (𝑅↑𝑟𝑛) = (𝑅↑𝑟𝑚))
6	5	dmeqd 5860	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) = dom (𝑅↑𝑟𝑚))
7	6	sseq1d 3953	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → (dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅 ↔ dom (𝑅↑𝑟𝑚) ⊆ dom 𝑅))
8	7	imbi2d 340	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑚 → ((𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅) ↔ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑚) ⊆ dom 𝑅)))
9		oveq2 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → (𝑅↑𝑟𝑛) = (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)))
10	9	dmeqd 5860	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → dom (𝑅↑𝑟𝑛) = dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)))
11	10	sseq1d 3953	. . . 4 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → (dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅 ↔ dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅))
12	11	imbi2d 340	. . 3 ⊢ (𝑛 = (𝑚 + 1) → ((𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅) ↔ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅)))
13		oveq2 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (𝑅↑𝑟𝑛) = (𝑅↑𝑟𝑁))
14	13	dmeqd 5860	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) = dom (𝑅↑𝑟𝑁))
15	14	sseq1d 3953	. . . 4 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → (dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅 ↔ dom (𝑅↑𝑟𝑁) ⊆ dom 𝑅))
16	15	imbi2d 340	. . 3 ⊢ (𝑛 = 𝑁 → ((𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑛) ⊆ dom 𝑅) ↔ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑁) ⊆ dom 𝑅)))
17		relexp1g 14988	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → (𝑅↑𝑟1) = 𝑅)
18	17	dmeqd 5860	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟1) = dom 𝑅)
19		eqimss 3980	. . . 4 ⊢ (dom (𝑅↑𝑟1) = dom 𝑅 → dom (𝑅↑𝑟1) ⊆ dom 𝑅)
20	18, 19	syl 17	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟1) ⊆ dom 𝑅)
21		relexpsucnnr 14987	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝑚 ∈ ℕ) → (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) = ((𝑅↑𝑟𝑚) ∘ 𝑅))
22	21	ancoms 458	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) = ((𝑅↑𝑟𝑚) ∘ 𝑅))
23	22	dmeqd 5860	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) = dom ((𝑅↑𝑟𝑚) ∘ 𝑅))
24		dmcoss 5930	. . . . . . 7 ⊢ dom ((𝑅↑𝑟𝑚) ∘ 𝑅) ⊆ dom 𝑅
25	23, 24	eqsstrdi 3966	. . . . . 6 ⊢ ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅)
26	25	a1d 25	. . . . 5 ⊢ ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → (dom (𝑅↑𝑟𝑚) ⊆ dom 𝑅 → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅))
27	26	ex 412	. . . 4 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → (𝑅 ∈ 𝑉 → (dom (𝑅↑𝑟𝑚) ⊆ dom 𝑅 → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅)))
28	27	a2d 29	. . 3 ⊢ (𝑚 ∈ ℕ → ((𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑚) ⊆ dom 𝑅) → (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟(𝑚 + 1)) ⊆ dom 𝑅)))
29	4, 8, 12, 16, 20, 28	nnind 12192	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → (𝑅 ∈ 𝑉 → dom (𝑅↑𝑟𝑁) ⊆ dom 𝑅))
30	29	imp 406	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ 𝑉) → dom (𝑅↑𝑟𝑁) ⊆ dom 𝑅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114   ⊆ wss 3889  dom cdm 5631   ∘ ccom 5635  (class class class)co 7367  1c1 11039   + caddc 11041  ℕcn 12174  ↑_𝑟crelexp 14981

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-n0 12438  df-z 12525  df-uz 12789  df-seq 13964  df-relexp 14982

This theorem is referenced by:  relexpdmg  15004  relexpnnrn  15007  relexpfld  15011  relexpaddg  15015  relexpaddss  44145