Theorem signsvtn 34878

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 6871	. . . . 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 34876	. . . . . 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 848	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘(𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩)) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
12	2, 11	eqtrd 2797	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝐹) = ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)))
13	12	adantr 484	. . 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 7406	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 − 1) = ((♯‘𝐸) − 1)
17	16	fveq2i 6870	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑇‘𝐸)‘(𝑁 − 1)) = ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1))
18	14, 17	eqtri 2785	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1))
19	18	oveq1i 7406	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 · 𝐴) = (((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴)
20	3	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}))
21	20	eldifad 3916	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐸 ∈ Word ℝ)
22	6, 7, 8, 9	signstf 34860	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ Word ℝ → (𝑇‘𝐸) ∈ Word ℝ)
23		wrdf 14531	. . . . . . . . . . . 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 4746	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝐸 ∈ (Word ℝ ∖ {∅}) ↔ (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
26	3, 25	sylib 220	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
27	26	adantr 484	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅))
28		lennncl 14547	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐸 ∈ Word ℝ ∧ 𝐸 ≠ ∅) → (♯‘𝐸) ∈ ℕ)
29		fzo0end 13764	. . . . . . . . . . . . 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 34861	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐸 ∈ Word ℝ → (♯‘(𝑇‘𝐸)) = (♯‘𝐸))
32	21, 31	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (♯‘(𝑇‘𝐸)) = (♯‘𝐸))
33	32	oveq2d 7412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (0..^(♯‘(𝑇‘𝐸))) = (0..^(♯‘𝐸)))
34	30, 33	eleqtrrd 2865	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((♯‘𝐸) − 1) ∈ (0..^(♯‘(𝑇‘𝐸))))
35	24, 34	ffvelcdmd 7066	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) ∈ ℝ)
36	18, 35	eqeltrid 2866	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐵 ∈ ℝ)
37	36	recnd 11210	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐵 ∈ ℂ)
38	5	adantr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐴 ∈ ℝ)
39	38	recnd 11210	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐴 ∈ ℂ)
40	37, 39	mulcomd 11203	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐵 · 𝐴) = (𝐴 · 𝐵))
41		simpr 488	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐴 · 𝐵) < 0)
42	40, 41	eqbrtrd 5122	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐵 · 𝐴) < 0)
43	19, 42	eqbrtrrid 5136	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0)
44	43	iftrued 4488	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0) = 1)
45	44	oveq2d 7412	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐸) + if((((𝑇‘𝐸)‘((♯‘𝐸) − 1)) · 𝐴) < 0, 1, 0)) = ((𝑉‘𝐸) + 1))
46	13, 45	eqtr2d 2798	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐸) + 1) = (𝑉‘𝐹))
47	6, 7, 8, 9	signsvvf 34873	. . . . . 6 ⊢ 𝑉:Word ℝ⟶ℕ0
48	47	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝑉:Word ℝ⟶ℕ0)
49	1	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐹 = (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩))
50	38	s1cld 14617	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ⟨“𝐴”⟩ ∈ Word ℝ)
51		ccatcl 14587	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐸 ∈ Word ℝ ∧ ⟨“𝐴”⟩ ∈ Word ℝ) → (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩) ∈ Word ℝ)
52	21, 50, 51	syl2anc 593	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝐸 ++ ⟨“𝐴”⟩) ∈ Word ℝ)
53	49, 52	eqeltrd 2862	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 𝐹 ∈ Word ℝ)
54	48, 53	ffvelcdmd 7066	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐹) ∈ ℕ0)
55	54	nn0cnd 12544	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐹) ∈ ℂ)
56	48, 21	ffvelcdmd 7066	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐸) ∈ ℕ0)
57	56	nn0cnd 12544	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (𝑉‘𝐸) ∈ ℂ)
58		1cnd 11175	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → 1 ∈ ℂ)
59	55, 57, 58	subaddd 11560	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → (((𝑉‘𝐹) − (𝑉‘𝐸)) = 1 ↔ ((𝑉‘𝐸) + 1) = (𝑉‘𝐹)))
60	46, 59	mpbird 259	1 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝐴 · 𝐵) < 0) → ((𝑉‘𝐹) − (𝑉‘𝐸)) = 1)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1560   ∈ wcel 2142   ≠ wne 2957   ∖ cdif 3901  ∅c0 4285  ifcif 4480  {csn 4582  {cpr 4584  {ctp 4586  ⟨cop 4588   class class class wbr 5100   ↦ cmpt 5181  ⟶wf 6517  ‘cfv 6521  (class class class)co 7396   ∈ cmpo 7398  ℝcr 11072  0cc0 11073  1c1 11074   + caddc 11076   · cmul 11078   < clt 11216   − cmin 11414  -cneg 11415  ℕcn 12210  ℕ₀cn0 12481  ...cfz 13512  ..^cfzo 13659  ♯chash 14343  Word cword 14526   ++ cconcat 14583  ⟨“cs1 14609  sgncsgn 15099  Σcsu 15713  ndxcnx 17229  Basecbs 17245  +_gcplusg 17286   Σ_g cgsu 17469

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1815  ax-4 1829  ax-5 1930  ax-6 1987  ax-7 2028  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5227  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5322  ax-pr 5390  ax-un 7718  ax-inf2 9596  ax-cnex 11129  ax-resscn 11130  ax-1cn 11131  ax-icn 11132  ax-addcl 11133  ax-addrcl 11134  ax-mulcl 11135  ax-mulrcl 11136  ax-mulcom 11137  ax-addass 11138  ax-mulass 11139  ax-distr 11140  ax-i2m1 11141  ax-1ne0 11142  ax-1rid 11143  ax-rnegex 11144  ax-rrecex 11145  ax-cnre 11146  ax-pre-lttri 11147  ax-pre-lttrn 11148  ax-pre-ltadd 11149  ax-pre-mulgt0 11150  ax-pre-sup 11151

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1099  df-3an 1100  df-tru 1563  df-fal 1573  df-ex 1800  df-nf 1804  df-sb 2091  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3456  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4906  df-iun 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-se 5601  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-isom 6530  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-supp 8141  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-er 8678  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9388  df-oi 9458  df-card 9897  df-pnf 11218  df-mnf 11219  df-xr 11220  df-ltxr 11221  df-le 11222  df-sub 11416  df-neg 11417  df-div 11845  df-nn 12211  df-2 12280  df-3 12281  df-n0 12482  df-xnn0 12555  df-z 12569  df-uz 12840  df-rp 12994  df-fz 13513  df-fzo 13660  df-seq 14015  df-exp 14075  df-hash 14344  df-word 14527  df-lsw 14576  df-concat 14584  df-s1 14610  df-substr 14655  df-pfx 14685  df-sgn 15100  df-cj 15126  df-re 15127  df-im 15128  df-sqrt 15262  df-abs 15263  df-clim 15515  df-sum 15714  df-struct 17183  df-slot 17218  df-ndx 17230  df-base 17246  df-plusg 17299  df-0g 17470  df-gsum 17471  df-mgm 18674  df-sgrp 18753  df-mnd 18769  df-mulg 19110  df-cntz 19357

This theorem is referenced by:  signsvfnn  34880