Theorem iseqval 9440

Description: Value of the sequence builder function. (Contributed by Jim Kingdon, 30-May-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
iseqval.1	⊢ 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩)
iseqval.f	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
iseqval.pl	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)

Assertion

Ref	Expression
iseqval	⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, 𝑆) = ran 𝑅)

Distinct variable groups:   𝑤,𝐹,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤, + ,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝑀,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝑆,𝑥,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑤)   𝑅(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)

Proof of Theorem iseqval

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iseqval.1	. . . 4 ⊢ 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩)
2		simprl 497	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀))
3		simprr 498	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → 𝑦 ∈ 𝑆)
4		iseqval.pl	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑆)
5	4	caovclg 5673	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ 𝑆 ∧ 𝑏 ∈ 𝑆)) → (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝑆)
6	5	adantlr 460	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) ∧ (𝑎 ∈ 𝑆 ∧ 𝑏 ∈ 𝑆)) → (𝑎 + 𝑏) ∈ 𝑆)
7		iseqval.f	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)) → (𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
8	7	ralrimiva 2434	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆)
9		fveq2 5198	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑦))
10	9	eleq1d 2147	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆))
11	10	cbvralv 2577	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (∀𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆)
12	8, 11	sylib 120	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆)
13	12	adantr 270	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → ∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆)
14		peano2uz 8671	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀))
15		fveq2 5198	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 = (𝑥 + 1) → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
16	15	eleq1d 2147	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = (𝑥 + 1) → ((𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆))
17	16	rspcv 2697	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 + 1) ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆 → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆))
18	14, 17	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) → (∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆 → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆))
19	18	ad2antrl 473	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (∀𝑦 ∈ (ℤ≥‘𝑀)(𝐹‘𝑦) ∈ 𝑆 → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆))
20	13, 19	mpd 13	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∈ 𝑆)
21	6, 3, 20	caovcld 5674	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝑆)
22		oveq1 5539	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑧 + 1) = (𝑥 + 1))
23	22	fveq2d 5202	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝐹‘(𝑧 + 1)) = (𝐹‘(𝑥 + 1)))
24	23	oveq2d 5548	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 = 𝑥 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))) = (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
25		oveq1 5539	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 = 𝑦 → (𝑤 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
26		eqid 2081	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1)))) = (𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))
27	24, 25, 26	ovmpt2g 5655	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆 ∧ (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∈ 𝑆) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
28	2, 3, 21, 27	syl3anc 1169	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
29	28	3impb 1134	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦) = (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1))))
30	29	opeq2d 3577	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩ = ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩)
31	30	mpt2eq3dva 5589	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩) = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩))
32		freceq1 6002	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩) = (𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩) → frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩) = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩))
33	31, 32	syl 14	. . . 4 ⊢ (𝜑 → frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑥(𝑧 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑤 ∈ 𝑆 ↦ (𝑤 + (𝐹‘(𝑧 + 1))))𝑦)⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩) = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩))
34	1, 33	syl5eq 2125	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩))
35	34	rneqd 4581	. 2 ⊢ (𝜑 → ran 𝑅 = ran frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩))
36		df-iseq 9432	. 2 ⊢ seq𝑀( + , 𝐹, 𝑆) = ran frec((𝑥 ∈ (ℤ≥‘𝑀), 𝑦 ∈ 𝑆 ↦ ⟨(𝑥 + 1), (𝑦 + (𝐹‘(𝑥 + 1)))⟩), ⟨𝑀, (𝐹‘𝑀)⟩)
37	35, 36	syl6reqr 2132	1 ⊢ (𝜑 → seq𝑀( + , 𝐹, 𝑆) = ran 𝑅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 102   ∧ w3a 919   = wceq 1284   ∈ wcel 1433  ∀wral 2348  ⟨cop 3401  ran crn 4364  ‘cfv 4922  (class class class)co 5532   ↦ cmpt2 5534  freccfrec 6000  1c1 6982   + caddc 6984  ℤ_≥cuz 8619  seqcseq 9431

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-sep 3896  ax-pow 3948  ax-pr 3964  ax-un 4188  ax-setind 4280  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-dif 2975  df-un 2977  df-in 2979  df-ss 2986  df-pw 3384  df-sn 3404  df-pr 3405  df-op 3407  df-uni 3602  df-int 3637  df-br 3786  df-opab 3840  df-mpt 3841  df-id 4048  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-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  df-iseq 9432

This theorem is referenced by:  iseqfn  9441  iseq1  9442  iseqcl  9443  iseqp1  9445