Theorem smndex1gid 18840

Description: The composition of a constant function (𝐺‘𝐾) with another endofunction on ℕ₀ results in (𝐺‘𝐾) itself. (Contributed by AV, 14-Feb-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
smndex1ibas.m	⊢ 𝑀 = (EndoFMnd‘ℕ0)
smndex1ibas.n	⊢ 𝑁 ∈ ℕ
smndex1ibas.i	⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ (𝑥 mod 𝑁))
smndex1ibas.g	⊢ 𝐺 = (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛))

Assertion

Ref	Expression
smndex1gid	⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → ((𝐺‘𝐾) ∘ 𝐹) = (𝐺‘𝐾))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑁   𝑛,𝐾,𝑥   𝑛,𝑁   𝑥,𝐹   𝑥,𝑀

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑛)   𝐺(𝑥,𝑛)   𝐼(𝑥,𝑛)   𝑀(𝑛)

Proof of Theorem smndex1gid

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		smndex1ibas.g	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐺 = (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛))
2	1	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → 𝐺 = (𝑛 ∈ (0..^𝑁) ↦ (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛)))
3		id 22	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑛 = 𝐾 → 𝑛 = 𝐾)
4	3	mpteq2dv 5194	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑛 = 𝐾 → (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛) = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
5	4	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 ∈ (0..^𝑁) ∧ 𝑛 = 𝐾) → (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛) = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
6		id 22	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → 𝐾 ∈ (0..^𝑁))
7		nn0ex 12419	. . . . . . . . 9 ⊢ ℕ0 ∈ V
8	7	mptex 7179	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾) ∈ V
9	8	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾) ∈ V)
10	2, 5, 6, 9	fvmptd 6957	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺‘𝐾) = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
11	10	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → (𝐺‘𝐾) = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
12	11	adantr 480	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝐺‘𝐾) = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
13		eqidd 2738	. . . 4 ⊢ ((((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 = (𝐹‘𝑦)) → 𝐾 = 𝐾)
14		smndex1ibas.m	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑀 = (EndoFMnd‘ℕ0)
15		eqid 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
16	14, 15	efmndbasf 18812	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (Base‘𝑀) → 𝐹:ℕ0⟶ℕ0)
17		ffvelcdm 7035	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:ℕ0⟶ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℕ0)
18	17	ex 412	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹:ℕ0⟶ℕ0 → (𝑦 ∈ ℕ0 → (𝐹‘𝑦) ∈ ℕ0))
19	16, 18	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 ∈ (Base‘𝑀) → (𝑦 ∈ ℕ0 → (𝐹‘𝑦) ∈ ℕ0))
20	19	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑦 ∈ ℕ0 → (𝐹‘𝑦) ∈ ℕ0))
21	20	imp 406	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝐹‘𝑦) ∈ ℕ0)
22		simplr 769	. . . 4 ⊢ (((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝐾 ∈ (0..^𝑁))
23	12, 13, 21, 22	fvmptd 6957	. . 3 ⊢ (((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝐺‘𝐾)‘(𝐹‘𝑦)) = 𝐾)
24	23	mpteq2dva 5193	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐺‘𝐾)‘(𝐹‘𝑦))) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
25		smndex1ibas.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 ∈ ℕ
26		smndex1ibas.i	. . . . 5 ⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ (𝑥 mod 𝑁))
27	14, 25, 26, 1	smndex1gbas 18839	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺‘𝐾) ∈ (Base‘𝑀))
28	14, 15	efmndbasf 18812	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘𝐾) ∈ (Base‘𝑀) → (𝐺‘𝐾):ℕ0⟶ℕ0)
29	27, 28	syl 17	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺‘𝐾):ℕ0⟶ℕ0)
30		fcompt 7088	. . 3 ⊢ (((𝐺‘𝐾):ℕ0⟶ℕ0 ∧ 𝐹:ℕ0⟶ℕ0) → ((𝐺‘𝐾) ∘ 𝐹) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐺‘𝐾)‘(𝐹‘𝑦))))
31	29, 16, 30	syl2anr 598	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → ((𝐺‘𝐾) ∘ 𝐹) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ ((𝐺‘𝐾)‘(𝐹‘𝑦))))
32		eqidd 2738	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → 𝐾 = 𝐾)
33	32	cbvmptv 5204	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾)
34	4, 33	eqtrdi 2788	. . . . 5 ⊢ (𝑛 = 𝐾 → (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
35	34	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ (0..^𝑁) ∧ 𝑛 = 𝐾) → (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ 𝑛) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
36	7	mptex 7179	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾) ∈ V
37	36	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾) ∈ V)
38	2, 35, 6, 37	fvmptd 6957	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ (0..^𝑁) → (𝐺‘𝐾) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
39	38	adantl 481	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → (𝐺‘𝐾) = (𝑦 ∈ ℕ0 ↦ 𝐾))
40	24, 31, 39	3eqtr4d 2782	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐾 ∈ (0..^𝑁)) → ((𝐺‘𝐾) ∘ 𝐹) = (𝐺‘𝐾))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  Vcvv 3442   ↦ cmpt 5181   ∘ ccom 5636  ⟶wf 6496  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  0cc0 11038  ℕcn 12157  ℕ₀cn0 12413  ..^cfzo 13582   mod cmo 13801  Basecbs 17148  EndoFMndcefmnd 18805

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 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  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 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-struct 17086  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-plusg 17202  df-tset 17208  df-efmnd 18806

This theorem is referenced by:  smndex1mgm  18844  smndex1mndlem  18846