Users' Mathboxes Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  snmlff Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem snmlff 34616
Description: The function ๐น from snmlval 34618 is a mapping from positive integers to real numbers in the range [0, 1]. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Apr-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
snmlff.f ๐น = (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›))
Assertion
Ref Expression
snmlff ๐น:โ„•โŸถ(0[,]1)
Distinct variable groups:   ๐ด,๐‘›   ๐ต,๐‘›   ๐‘˜,๐‘›   ๐‘…,๐‘›
Allowed substitution hints:   ๐ด(๐‘˜)   ๐ต(๐‘˜)   ๐‘…(๐‘˜)   ๐น(๐‘˜,๐‘›)

Proof of Theorem snmlff
StepHypRef Expression
1 snmlff.f . 2 ๐น = (๐‘› โˆˆ โ„• โ†ฆ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›))
2 fzfid 13944 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (1...๐‘›) โˆˆ Fin)
3 ssrab2 4078 . . . . . . 7 {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โŠ† (1...๐‘›)
4 ssfi 9177 . . . . . . 7 (((1...๐‘›) โˆˆ Fin โˆง {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โŠ† (1...๐‘›)) โ†’ {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โˆˆ Fin)
52, 3, 4sylancl 584 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โˆˆ Fin)
6 hashcl 14322 . . . . . 6 ({๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โˆˆ Fin โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„•0)
75, 6syl 17 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„•0)
87nn0red 12539 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„)
9 nndivre 12259 . . . 4 (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
108, 9mpancom 684 . . 3 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆˆ โ„)
117nn0ge0d 12541 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}))
12 nnre 12225 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„)
13 nngt0 12249 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 0 < ๐‘›)
14 divge0 12089 . . . 4 ((((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต})) โˆง (๐‘› โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘›)) โ†’ 0 โ‰ค ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›))
158, 11, 12, 13, 14syl22anc 835 . . 3 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 0 โ‰ค ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›))
16 ssdomg 9000 . . . . . . . 8 ((1...๐‘›) โˆˆ Fin โ†’ ({๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โŠ† (1...๐‘›) โ†’ {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โ‰ผ (1...๐‘›)))
172, 3, 16mpisyl 21 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โ‰ผ (1...๐‘›))
18 hashdom 14345 . . . . . . . 8 (({๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โˆˆ Fin โˆง (1...๐‘›) โˆˆ Fin) โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (โ™ฏโ€˜(1...๐‘›)) โ†” {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โ‰ผ (1...๐‘›)))
195, 2, 18syl2anc 582 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (โ™ฏโ€˜(1...๐‘›)) โ†” {๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต} โ‰ผ (1...๐‘›)))
2017, 19mpbird 256 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (โ™ฏโ€˜(1...๐‘›)))
21 nnnn0 12485 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0)
22 hashfz1 14312 . . . . . . 7 (๐‘› โˆˆ โ„•0 โ†’ (โ™ฏโ€˜(1...๐‘›)) = ๐‘›)
2321, 22syl 17 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜(1...๐‘›)) = ๐‘›)
2420, 23breqtrd 5175 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค ๐‘›)
25 nncn 12226 . . . . . 6 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„‚)
2625mulridd 11237 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (๐‘› ยท 1) = ๐‘›)
2724, 26breqtrrd 5177 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (๐‘› ยท 1))
28 1red 11221 . . . . 5 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ 1 โˆˆ โ„)
29 ledivmul 12096 . . . . 5 (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โˆˆ โ„ โˆง 1 โˆˆ โ„ โˆง (๐‘› โˆˆ โ„ โˆง 0 < ๐‘›)) โ†’ (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โ‰ค 1 โ†” (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (๐‘› ยท 1)))
308, 28, 12, 13, 29syl112anc 1372 . . . 4 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โ‰ค 1 โ†” (โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) โ‰ค (๐‘› ยท 1)))
3127, 30mpbird 256 . . 3 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โ‰ค 1)
32 elicc01 13449 . . 3 (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆˆ (0[,]1) โ†” (((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆˆ โ„ โˆง 0 โ‰ค ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆง ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โ‰ค 1))
3310, 15, 31, 32syl3anbrc 1341 . 2 (๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ((โ™ฏโ€˜{๐‘˜ โˆˆ (1...๐‘›) โˆฃ (โŒŠโ€˜((๐ด ยท (๐‘…โ†‘๐‘˜)) mod ๐‘…)) = ๐ต}) / ๐‘›) โˆˆ (0[,]1))
341, 33fmpti 7114 1 ๐น:โ„•โŸถ(0[,]1)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†” wb 205   = wceq 1539   โˆˆ wcel 2104  {crab 3430   โŠ† wss 3949   class class class wbr 5149   โ†ฆ cmpt 5232  โŸถwf 6540  โ€˜cfv 6544  (class class class)co 7413   โ‰ผ cdom 8941  Fincfn 8943  โ„cr 11113  0cc0 11114  1c1 11115   ยท cmul 11119   < clt 11254   โ‰ค cle 11255   / cdiv 11877  โ„•cn 12218  โ„•0cn0 12478  [,]cicc 13333  ...cfz 13490  โŒŠcfl 13761   mod cmo 13840  โ†‘cexp 14033  โ™ฏchash 14296
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7369  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-oadd 8474  df-er 8707  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-card 9938  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11452  df-neg 11453  df-div 11878  df-nn 12219  df-n0 12479  df-xnn0 12551  df-z 12565  df-uz 12829  df-icc 13337  df-fz 13491  df-hash 14297
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator