Theorem swrdrn3 31227

Description: Express the range of a subword. Stronger version of swrdrn2 31226. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Dec-2023.)

Assertion

Ref	Expression
swrdrn3	⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → ran (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) = (𝑊 “ (𝑀..^𝑁)))

Proof of Theorem swrdrn3

Dummy variables 𝑖 𝑗 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)))
2		simpl3 1192	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊)))
3	2	elfzelzd 13257	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → 𝑁 ∈ ℤ)
4		simpl2 1191	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → 𝑀 ∈ (0...𝑁))
5	4	elfzelzd 13257	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → 𝑀 ∈ ℤ)
6		fzoaddel2 13443	. . . . . 6 ⊢ ((𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ ℤ) → (𝑖 + 𝑀) ∈ (𝑀..^𝑁))
7	1, 3, 5, 6	syl3anc 1370	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))) → (𝑖 + 𝑀) ∈ (𝑀..^𝑁))
8		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁))
9		simpl2 1191	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ∈ (0...𝑁))
10	9	elfzelzd 13257	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ∈ ℤ)
11	10	zcnd 12427	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑀 ∈ ℂ)
12		simpl3 1192	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊)))
13	12	elfzelzd 13257	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
14	13	zcnd 12427	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑁 ∈ ℂ)
15	11, 14	pncan3d 11335	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑀 + (𝑁 − 𝑀)) = 𝑁)
16	15	oveq2d 7291	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑀..^(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))) = (𝑀..^𝑁))
17	8, 16	eleqtrrd 2842	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑗 ∈ (𝑀..^(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))))
18	13, 10	zsubcld 12431	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑁 − 𝑀) ∈ ℤ)
19		fzosubel3 13448	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑗 ∈ (𝑀..^(𝑀 + (𝑁 − 𝑀))) ∧ (𝑁 − 𝑀) ∈ ℤ) → (𝑗 − 𝑀) ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)))
20	17, 18, 19	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → (𝑗 − 𝑀) ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)))
21		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑖 = (𝑗 − 𝑀)) → 𝑖 = (𝑗 − 𝑀))
22	21	oveq1d 7290	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑖 = (𝑗 − 𝑀)) → (𝑖 + 𝑀) = ((𝑗 − 𝑀) + 𝑀))
23	22	eqeq2d 2749	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) ∧ 𝑖 = (𝑗 − 𝑀)) → (𝑗 = (𝑖 + 𝑀) ↔ 𝑗 = ((𝑗 − 𝑀) + 𝑀)))
24		fzossz 13407	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀..^𝑁) ⊆ ℤ
25	24, 8	sselid 3919	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑗 ∈ ℤ)
26	25	zcnd 12427	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑗 ∈ ℂ)
27	26, 11	npcand 11336	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ((𝑗 − 𝑀) + 𝑀) = 𝑗)
28	27	eqcomd 2744	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → 𝑗 = ((𝑗 − 𝑀) + 𝑀))
29	20, 23, 28	rspcedvd 3563	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)) → ∃𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))𝑗 = (𝑖 + 𝑀))
30		eqcom 2745	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = (𝑊‘𝑗) ↔ (𝑊‘𝑗) = 𝑦)
31		simpr 485	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 = (𝑖 + 𝑀)) → 𝑗 = (𝑖 + 𝑀))
32	31	fveq2d 6778	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 = (𝑖 + 𝑀)) → (𝑊‘𝑗) = (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)))
33	32	eqeq2d 2749	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 = (𝑖 + 𝑀)) → (𝑦 = (𝑊‘𝑗) ↔ 𝑦 = (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))))
34	30, 33	bitr3id 285	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) ∧ 𝑗 = (𝑖 + 𝑀)) → ((𝑊‘𝑗) = 𝑦 ↔ 𝑦 = (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))))
35	7, 29, 34	rexxfrd 5332	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (∃𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝑊‘𝑗) = 𝑦 ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))𝑦 = (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))))
36		eqid 2738	. . . . 5 ⊢ (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))) = (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)))
37		fvex 6787	. . . . 5 ⊢ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)) ∈ V
38	36, 37	elrnmpti 5869	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ran (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))) ↔ ∃𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀))𝑦 = (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)))
39	35, 38	bitr4di 289	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (∃𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝑊‘𝑗) = 𝑦 ↔ 𝑦 ∈ ran (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)))))
40		wrdf 14222	. . . . . 6 ⊢ (𝑊 ∈ Word 𝑉 → 𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝑉)
41	40	3ad2ant1 1132	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → 𝑊:(0..^(♯‘𝑊))⟶𝑉)
42	41	ffnd 6601	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → 𝑊 Fn (0..^(♯‘𝑊)))
43		elfzuz 13252	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 ∈ (0...𝑁) → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘0))
44	43	3ad2ant2 1133	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → 𝑀 ∈ (ℤ≥‘0))
45		fzoss1 13414	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ (ℤ≥‘0) → (𝑀..^𝑁) ⊆ (0..^𝑁))
46	44, 45	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑀..^𝑁) ⊆ (0..^𝑁))
47		elfzuz3 13253	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊)) → (♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘𝑁))
48	47	3ad2ant3 1134	. . . . . 6 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘𝑁))
49		fzoss2 13415	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝑊) ∈ (ℤ≥‘𝑁) → (0..^𝑁) ⊆ (0..^(♯‘𝑊)))
50	48, 49	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (0..^𝑁) ⊆ (0..^(♯‘𝑊)))
51	46, 50	sstrd 3931	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑀..^𝑁) ⊆ (0..^(♯‘𝑊)))
52	42, 51	fvelimabd 6842	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑦 ∈ (𝑊 “ (𝑀..^𝑁)) ↔ ∃𝑗 ∈ (𝑀..^𝑁)(𝑊‘𝑗) = 𝑦))
53		swrdval2 14359	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) = (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))))
54	53	rneqd 5847	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → ran (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) = ran (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀))))
55	54	eleq2d 2824	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑦 ∈ ran (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) ↔ 𝑦 ∈ ran (𝑖 ∈ (0..^(𝑁 − 𝑀)) ↦ (𝑊‘(𝑖 + 𝑀)))))
56	39, 52, 55	3bitr4rd 312	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → (𝑦 ∈ ran (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) ↔ 𝑦 ∈ (𝑊 “ (𝑀..^𝑁))))
57	56	eqrdv 2736	1 ⊢ ((𝑊 ∈ Word 𝑉 ∧ 𝑀 ∈ (0...𝑁) ∧ 𝑁 ∈ (0...(♯‘𝑊))) → ran (𝑊 substr ⟨𝑀, 𝑁⟩) = (𝑊 “ (𝑀..^𝑁)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  ∃wrex 3065   ⊆ wss 3887  ⟨cop 4567   ↦ cmpt 5157  ran crn 5590   “ cima 5592  ⟶wf 6429  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275  0cc0 10871   + caddc 10874   − cmin 11205  ℤcz 12319  ℤ_≥cuz 12582  ...cfz 13239  ..^cfzo 13382  ♯chash 14044  Word cword 14217   substr csubstr 14353

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-hash 14045  df-word 14218  df-substr 14354

This theorem is referenced by:  swrdrndisj  31229  cycpmco2rn  31392