Theorem signsvtn 34690

Description: Adding a letter of a different sign as the highest coefficient changes the sign. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Oct-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
signsv.p	⊢ ⨣ = (𝑎 ∈ {-1, 0, 1}, 𝑏 ∈ {-1, 0, 1} ↦ if(𝑏 = 0, 𝑎, 𝑏))
signsv.w	⊢ 𝑊 = {⟨(Base‘ndx), {-1, 0, 1}⟩, ⟨(+g‘ndx), ⨣ ⟩}
signsv.t	⊢ 𝑇 = (𝑓 ∈ Word ℝ ↦ (𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑓)) ↦ (𝑊 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑛) ↦ (sgn‘(𝑓‘𝑖))))))
signsv.v	⊢ 𝑉 = (𝑓 ∈ Word ℝ ↦ Σ𝑗 ∈ (1..^(♯‘𝑓))if(((𝑇‘𝑓)‘𝑗) ≠ ((𝑇‘𝑓)‘(𝑗 − 1)), 1, 0))
signsvf.e	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}))
signsvf.0	⊢ (𝜑 → (𝐸‘0) ≠ 0)
signsvf.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩))
signsvf.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
signsvf.n	⊢ 𝑁 = (♯‘𝐸)
signsvt.b	⊢ 𝐵 = ((𝑇‘𝐸)‘(𝑁 − 1))

Assertion

Ref	Expression
signsvtn	⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐹) − (𝑉‘𝐸)) = 1)

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏, ⨣   𝑓,𝑖,𝑛,𝐹   𝑓,𝑊,𝑖,𝑛   𝑓,𝑎,𝑖,𝑗,𝑏,𝑛,𝐴   𝐸,𝑎,𝑏,𝑓,𝑖,𝑗,𝑛   𝑇,𝑎,𝑏,𝑓,𝑗,𝑛

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓,𝑖,𝑗,𝑛,𝑎,𝑏)   𝐵(𝑓,𝑖,𝑗,𝑛,𝑎,𝑏)   ⨣ (𝑓,𝑖,𝑗,𝑛)   𝑇(𝑖)   𝐹(𝑗,𝑎,𝑏)   𝑁(𝑓,𝑖,𝑗,𝑛,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑓,𝑖,𝑗,𝑛,𝑎,𝑏)   𝑊(𝑗,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem signsvtn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		signsvf.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩))
2	1	fveq2d 6836	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝐹) = (𝑉‘(𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩)))
3		signsvf.e	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}))
4		signsvf.0	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐸‘0) ≠ 0)
5		signsvf.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℝ)
6		signsv.p	. . . . . . 7 ⊢ ⨣ = (𝑎 ∈ {-1, 0, 1}, 𝑏 ∈ {-1, 0, 1} ↦ if(𝑏 = 0, 𝑎, 𝑏))
7		signsv.w	. . . . . . 7 ⊢ 𝑊 = {⟨(Base‘ndx), {-1, 0, 1}⟩, ⟨(+g‘ndx), ⨣ ⟩}
8		signsv.t	. . . . . . 7 ⊢ 𝑇 = (𝑓 ∈ Word ℝ ↦ (𝑛 ∈ (0..^(♯‘𝑓)) ↦ (𝑊 Σg (𝑖 ∈ (0...𝑛) ↦ (sgn‘(𝑓‘𝑖))))))
9		signsv.v	. . . . . . 7 ⊢ 𝑉 = (𝑓 ∈ Word ℝ ↦ Σ𝑗 ∈ (1..^(♯‘𝑓))if(((𝑇‘𝑓)‘𝑗) ≠ ((𝑇‘𝑓)‘(𝑗 − 1)), 1, 0))
10	6, 7, 8, 9	signsvfn 34688	. . . . . 6 ⊢ (((𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}) ∧ (𝐸‘0) ≠ 0) ∧ 𝐴 ∈ ℝ) → (𝑉‘(𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩)) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
11	3, 4, 5, 10	syl21anc 837	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘(𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩)) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
12	2, 11	eqtrd 2769	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝐹) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
13	12	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐹) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
14		signsvt.b	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐵 = ((𝑇‘𝐸)‘(𝑁 − 1))
15		signsvf.n	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑁 = (♯‘𝐸)
16	15	oveq1i 7366	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 − 1) = ((♯‘𝐸) − 1)
17	16	fveq2i 6835	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑇‘𝐸)‘(𝑁 − 1)) = ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1))
18	14, 17	eqtri 2757	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1))
19	18	oveq1i 7366	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 · 𝐴) = (((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴)
20	3	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}))
21	20	eldifad 3911	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐸 ∈ Word ℝ)
22	6, 7, 8, 9	signstf 34672	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ Word ℝ → (𝑇‘𝐸) ∈ Word ℝ)
23		wrdf 14439	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑇‘𝐸) ∈ Word ℝ → (𝑇‘𝐸):(0..^(♯‘(𝑇‘𝐸)))⟶ℝ)
24	21, 22, 23	3syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑇‘𝐸):(0..^(♯‘(𝑇‘𝐸)))⟶ℝ)
25		eldifsn 4740	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}) ↔ (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
26	3, 25	sylib 218	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
27	26	adantr 480	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
28		lennncl 14455	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅) → (♯‘𝐸) ∈ ℕ)
29		fzo0end 13672	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘𝐸) ∈ ℕ → ((♯‘𝐸) − 1) ∈ (0..^(♯‘𝐸)))
30	27, 28, 29	3syl 18	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((♯‘𝐸) − 1) ∈ (0..^(♯‘𝐸)))
31	6, 7, 8, 9	signstlen 34673	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐸 ∈ Word ℝ → (♯‘(𝑇‘𝐸)) = (♯‘𝐸))
32	21, 31	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (♯‘(𝑇‘𝐸)) = (♯‘𝐸))
33	32	oveq2d 7372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (0..^(♯‘(𝑇‘𝐸))) = (0..^(♯‘𝐸)))
34	30, 33	eleqtrrd 2837	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((♯‘𝐸) − 1) ∈ (0..^(♯‘(𝑇‘𝐸))))
35	24, 34	ffvelcdmd 7028	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) ∈ ℝ)
36	18, 35	eqeltrid 2838	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
37	36	recnd 11158	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐵 ∈ ℂ)
38	5	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
39	38	recnd 11158	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
40	37, 39	mulcomd 11151	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐵 · 𝐴) = (𝐴 · 𝐵))
41		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
42	40, 41	eqbrtrd 5118	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐵 · 𝐴) < 0)
43	19, 42	eqbrtrrid 5132	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0)
44	43	iftrued 4485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0) = 1)
45	44	oveq2d 7372	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)) = ((𝑉‘𝐸) + 1))
46	13, 45	eqtr2d 2770	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐸) + 1) = (𝑉‘𝐹))
47	6, 7, 8, 9	signsvvf 34685	. . . . . 6 ⊢ 𝑉:Word ℝ⟶ℕ0
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝑉:Word ℝ⟶ℕ0)
49	1	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐹 = (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩))
50	38	s1cld 14525	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ⟨“𝐴”⟩ ∈ Word ℝ)
51		ccatcl 14495	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐸 ∈ Word ℝ ∧ ⟨“𝐴”⟩ ∈ Word ℝ) → (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩) ∈ Word ℝ)
52	21, 50, 51	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩) ∈ Word ℝ)
53	49, 52	eqeltrd 2834	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐹 ∈ Word ℝ)
54	48, 53	ffvelcdmd 7028	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐹) ∈ ℕ0)
55	54	nn0cnd 12462	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐹) ∈ ℂ)
56	48, 21	ffvelcdmd 7028	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐸) ∈ ℕ0)
57	56	nn0cnd 12462	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐸) ∈ ℂ)
58		1cnd 11125	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 1 ∈ ℂ)
59	55, 57, 58	subaddd 11508	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (((𝑉‘𝐹) − (𝑉‘𝐸)) = 1 ↔ ((𝑉‘𝐸) + 1) = (𝑉‘𝐹)))
60	46, 59	mpbird 257	1 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐹) − (𝑉‘𝐸)) = 1)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ≠ wne 2930   ∖ cdif 3896  ∅c0 4283  ifcif 4477  {csn 4578  {cpr 4580  {ctp 4582  ⟨cop 4584   class class class wbr 5096   ↦ cmpt 5177  ⟶wf 6486  ‘cfv 6490  (class class class)co 7356   ∈ cmpo 7358  ℝcr 11023  0cc0 11024  1c1 11025   + caddc 11027   · cmul 11029   < clt 11164   − cmin 11362  -cneg 11363  ℕcn 12143  ℕ₀cn0 12399  ...cfz 13421  ..^cfzo 13568  ♯chash 14251  Word cword 14434   ++ cconcat 14491  ⟨“cs1 14517  sgncsgn 15007  Σcsu 15607  ndxcnx 17118  Basecbs 17134  +_gcplusg 17175   Σ_g cgsu 17358

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-rep 5222  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-inf2 9548  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101  ax-pre-sup 11102

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-tp 4583  df-op 4585  df-uni 4862  df-int 4901  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-tr 5204  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-se 5576  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-isom 6499  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-supp 8101  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-1o 8395  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-fin 8885  df-sup 9343  df-oi 9413  df-card 9849  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365  df-div 11793  df-nn 12144  df-2 12206  df-3 12207  df-n0 12400  df-xnn0 12473  df-z 12487  df-uz 12750  df-rp 12904  df-fz 13422  df-fzo 13569  df-seq 13923  df-exp 13983  df-hash 14252  df-word 14435  df-lsw 14484  df-concat 14492  df-s1 14518  df-substr 14563  df-pfx 14593  df-sgn 15008  df-cj 15020  df-re 15021  df-im 15022  df-sqrt 15156  df-abs 15157  df-clim 15409  df-sum 15608  df-struct 17072  df-slot 17107  df-ndx 17119  df-base 17135  df-plusg 17188  df-0g 17359  df-gsum 17360  df-mgm 18563  df-sgrp 18642  df-mnd 18658  df-mulg 18996  df-cntz 19244

This theorem is referenced by:  signsvfnn  34692