Theorem frec2uzuzd 9404

Description: The value 𝐺 (see frec2uz0d 9401) at an ordinal natural number is in the upper integers. (Contributed by Jim Kingdon, 16-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
frec2uz.1	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
frec2uz.2	⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
frec2uzzd.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ω)

Assertion

Ref	Expression
frec2uzuzd	⊢ (𝜑 → (𝐺‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘𝐶))

Distinct variable group:   𝑥,𝐶

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐴(𝑥)   𝐺(𝑥)

Proof of Theorem frec2uzuzd

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frec2uzzd.a	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ω)
2		simpr 108	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝐴) → 𝑦 = 𝐴)
3	2	eleq1d 2147	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝐴) → (𝑦 ∈ ω ↔ 𝐴 ∈ ω))
4	2	fveq2d 5202	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝐴) → (𝐺‘𝑦) = (𝐺‘𝐴))
5	4	eleq1d 2147	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝐴) → ((𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ (𝐺‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
6	3, 5	imbi12d 232	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 = 𝐴) → ((𝑦 ∈ ω → (𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶)) ↔ (𝐴 ∈ ω → (𝐺‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘𝐶))))
7		fveq2 5198	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ∅ → (𝐺‘𝑦) = (𝐺‘∅))
8	7	eleq1d 2147	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = ∅ → ((𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ (𝐺‘∅) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
9		fveq2 5198	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝐺‘𝑦) = (𝐺‘𝑧))
10	9	eleq1d 2147	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → ((𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ (𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
11		fveq2 5198	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = suc 𝑧 → (𝐺‘𝑦) = (𝐺‘suc 𝑧))
12	11	eleq1d 2147	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = suc 𝑧 → ((𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ (𝐺‘suc 𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
13		frec2uz.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
14		frec2uz.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝐺 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 𝐶)
15	13, 14	frec2uz0d 9401	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘∅) = 𝐶)
16		uzid 8633	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ ℤ → 𝐶 ∈ (ℤ≥‘𝐶))
17	13, 16	syl 14	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (ℤ≥‘𝐶))
18	15, 17	eqeltrd 2155	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘∅) ∈ (ℤ≥‘𝐶))
19		peano2uz 8671	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶) → ((𝐺‘𝑧) + 1) ∈ (ℤ≥‘𝐶))
20	13	adantl 271	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝜑) → 𝐶 ∈ ℤ)
21		simpl 107	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝜑) → 𝑧 ∈ ω)
22	20, 14, 21	frec2uzsucd 9403	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝜑) → (𝐺‘suc 𝑧) = ((𝐺‘𝑧) + 1))
23	22	eleq1d 2147	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝜑) → ((𝐺‘suc 𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶) ↔ ((𝐺‘𝑧) + 1) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
24	19, 23	syl5ibr 154	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝜑) → ((𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶) → (𝐺‘suc 𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
25	24	ex 113	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ ω → (𝜑 → ((𝐺‘𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶) → (𝐺‘suc 𝑧) ∈ (ℤ≥‘𝐶))))
26	8, 10, 12, 18, 25	finds2 4342	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ω → (𝜑 → (𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
27	26	com12 30	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ ω → (𝐺‘𝑦) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
28	1, 6, 27	vtocld 2651	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∈ ω → (𝐺‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘𝐶)))
29	1, 28	mpd 13	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 102   = wceq 1284   ∈ wcel 1433  ∅c0 3251   ↦ cmpt 3839  suc csuc 4120  ωcom 4331  ‘cfv 4922  (class class class)co 5532  freccfrec 6000  1c1 6982   + caddc 6984  ℤcz 8351  ℤ_≥cuz 8619

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 576  ax-in2 577  ax-io 662  ax-5 1376  ax-7 1377  ax-gen 1378  ax-ie1 1422  ax-ie2 1423  ax-8 1435  ax-10 1436  ax-11 1437  ax-i12 1438  ax-bndl 1439  ax-4 1440  ax-13 1444  ax-14 1445  ax-17 1459  ax-i9 1463  ax-ial 1467  ax-i5r 1468  ax-ext 2063  ax-coll 3893  ax-sep 3896  ax-nul 3904  ax-pow 3948  ax-pr 3964  ax-un 4188  ax-setind 4280  ax-iinf 4329  ax-cnex 7067  ax-resscn 7068  ax-1cn 7069  ax-1re 7070  ax-icn 7071  ax-addcl 7072  ax-addrcl 7073  ax-mulcl 7074  ax-addcom 7076  ax-addass 7078  ax-distr 7080  ax-i2m1 7081  ax-0lt1 7082  ax-0id 7084  ax-rnegex 7085  ax-cnre 7087  ax-pre-ltirr 7088  ax-pre-ltwlin 7089  ax-pre-lttrn 7090  ax-pre-ltadd 7092

This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-3or 920  df-3an 921  df-tru 1287  df-fal 1290  df-nf 1390  df-sb 1686  df-eu 1944  df-mo 1945  df-clab 2068  df-cleq 2074  df-clel 2077  df-nfc 2208  df-ne 2246  df-nel 2340  df-ral 2353  df-rex 2354  df-reu 2355  df-rab 2357  df-v 2603  df-sbc 2816  df-csb 2909  df-dif 2975  df-un 2977  df-in 2979  df-ss 2986  df-nul 3252  df-pw 3384  df-sn 3404  df-pr 3405  df-op 3407  df-uni 3602  df-int 3637  df-iun 3680  df-br 3786  df-opab 3840  df-mpt 3841  df-tr 3876  df-id 4048  df-iord 4121  df-on 4123  df-suc 4126  df-iom 4332  df-xp 4369  df-rel 4370  df-cnv 4371  df-co 4372  df-dm 4373  df-rn 4374  df-res 4375  df-ima 4376  df-iota 4887  df-fun 4924  df-fn 4925  df-f 4926  df-f1 4927  df-fo 4928  df-f1o 4929  df-fv 4930  df-riota 5488  df-ov 5535  df-oprab 5536  df-mpt2 5537  df-recs 5943  df-frec 6001  df-pnf 7155  df-mnf 7156  df-xr 7157  df-ltxr 7158  df-le 7159  df-sub 7281  df-neg 7282  df-inn 8040  df-n0 8289  df-z 8352  df-uz 8620

This theorem is referenced by:  frec2uzltd  9405  frec2uzrand  9407  frec2uzrdg  9411  frecuzrdgsuc  9417