Theorem efgredlema 18153

Description: The reduced word that forms the base of the sequence in efgsval 18144 is uniquely determined, given the ending representation. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
efgval.w	⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2𝑜))
efgval.r	⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)
efgval2.m	⊢ 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2𝑜 ↦ ⟨𝑦, (1𝑜 ∖ 𝑧)⟩)
efgval2.t	⊢ 𝑇 = (𝑣 ∈ 𝑊 ↦ (𝑛 ∈ (0...(#‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2𝑜) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤(𝑀‘𝑤)”⟩⟩)))
efgred.d	⊢ 𝐷 = (𝑊 ∖ ∪ 𝑥 ∈ 𝑊 ran (𝑇‘𝑥))
efgred.s	⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(#‘𝑡))(𝑡‘𝑘) ∈ ran (𝑇‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((#‘𝑚) − 1)))
efgredlem.1	⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ dom 𝑆∀𝑏 ∈ dom 𝑆((#‘(𝑆‘𝑎)) < (#‘(𝑆‘𝐴)) → ((𝑆‘𝑎) = (𝑆‘𝑏) → (𝑎‘0) = (𝑏‘0))))
efgredlem.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑆)
efgredlem.3	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ dom 𝑆)
efgredlem.4	⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘𝐵))
efgredlem.5	⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴‘0) = (𝐵‘0))

Assertion

Ref	Expression
efgredlema	⊢ (𝜑 → (((#‘𝐴) − 1) ∈ ℕ ∧ ((#‘𝐵) − 1) ∈ ℕ))

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝐴   𝑦,𝑎,𝑧,𝑏   𝑡,𝑛,𝑣,𝑤,𝑦,𝑧   𝑚,𝑎,𝑛,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑀,𝑏   𝑘,𝑎,𝑇,𝑏,𝑚,𝑡,𝑥   𝑊,𝑎,𝑏   𝑘,𝑛,𝑣,𝑤,𝑦,𝑧,𝑊,𝑚,𝑡,𝑥   ∼ ,𝑎,𝑏,𝑚,𝑡,𝑥,𝑦,𝑧   𝐵,𝑎,𝑏   𝑆,𝑎,𝑏   𝐼,𝑎,𝑏,𝑚,𝑛,𝑡,𝑣,𝑤,𝑥,𝑦,𝑧   𝐷,𝑎,𝑏,𝑚,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑡,𝑘,𝑚,𝑛,𝑎,𝑏)   𝐴(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑡,𝑘,𝑚,𝑛)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑡,𝑘,𝑚,𝑛)   𝐷(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑘,𝑛)   ∼ (𝑤,𝑣,𝑘,𝑛)   𝑆(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑡,𝑘,𝑚,𝑛)   𝑇(𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑛)   𝐼(𝑘)   𝑀(𝑦,𝑧,𝑘)

Proof of Theorem efgredlema

Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efgredlem.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝐴‘0) = (𝐵‘0))
2		efgredlem.3	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ dom 𝑆)
3		efgval.w	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2𝑜))
4		efgval.r	. . . . . . . . . 10 ⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)
5		efgval2.m	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2𝑜 ↦ ⟨𝑦, (1𝑜 ∖ 𝑧)⟩)
6		efgval2.t	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑇 = (𝑣 ∈ 𝑊 ↦ (𝑛 ∈ (0...(#‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2𝑜) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤(𝑀‘𝑤)”⟩⟩)))
7		efgred.d	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐷 = (𝑊 ∖ ∪ 𝑥 ∈ 𝑊 ran (𝑇‘𝑥))
8		efgred.s	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑆 = (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(#‘𝑡))(𝑡‘𝑘) ∈ ran (𝑇‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((#‘𝑚) − 1)))
9	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsval 18144	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → (𝑆‘𝐵) = (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)))
10	2, 9	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐵) = (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)))
11		efgredlem.4	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝑆‘𝐵))
12		efgredlem.2	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ dom 𝑆)
13	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsval 18144	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → (𝑆‘𝐴) = (𝐴‘((#‘𝐴) − 1)))
14	12, 13	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐴) = (𝐴‘((#‘𝐴) − 1)))
15	11, 14	eqtr3d 2658	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑆‘𝐵) = (𝐴‘((#‘𝐴) − 1)))
16	10, 15	eqtr3d 2658	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)) = (𝐴‘((#‘𝐴) − 1)))
17		oveq1 6657	. . . . . . . . 9 ⊢ ((#‘𝐴) = 1 → ((#‘𝐴) − 1) = (1 − 1))
18		1m1e0 11089	. . . . . . . . 9 ⊢ (1 − 1) = 0
19	17, 18	syl6eq 2672	. . . . . . . 8 ⊢ ((#‘𝐴) = 1 → ((#‘𝐴) − 1) = 0)
20	19	fveq2d 6195	. . . . . . 7 ⊢ ((#‘𝐴) = 1 → (𝐴‘((#‘𝐴) − 1)) = (𝐴‘0))
21	16, 20	sylan9eq 2676	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (#‘𝐴) = 1) → (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)) = (𝐴‘0))
22	11	eleq1d 2686	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷))
23	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgs1b 18149	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (#‘𝐴) = 1))
24	12, 23	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐴) ∈ 𝐷 ↔ (#‘𝐴) = 1))
25	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgs1b 18149	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → ((𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷 ↔ (#‘𝐵) = 1))
26	2, 25	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ((𝑆‘𝐵) ∈ 𝐷 ↔ (#‘𝐵) = 1))
27	22, 24, 26	3bitr3d 298	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ((#‘𝐴) = 1 ↔ (#‘𝐵) = 1))
28	27	biimpa 501	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (#‘𝐴) = 1) → (#‘𝐵) = 1)
29		oveq1 6657	. . . . . . . . 9 ⊢ ((#‘𝐵) = 1 → ((#‘𝐵) − 1) = (1 − 1))
30	29, 18	syl6eq 2672	. . . . . . . 8 ⊢ ((#‘𝐵) = 1 → ((#‘𝐵) − 1) = 0)
31	30	fveq2d 6195	. . . . . . 7 ⊢ ((#‘𝐵) = 1 → (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)) = (𝐵‘0))
32	28, 31	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (#‘𝐴) = 1) → (𝐵‘((#‘𝐵) − 1)) = (𝐵‘0))
33	21, 32	eqtr3d 2658	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (#‘𝐴) = 1) → (𝐴‘0) = (𝐵‘0))
34	1, 33	mtand 691	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ (#‘𝐴) = 1)
35	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsdm 18143	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 ↔ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∧ (𝐴‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑢 ∈ (1..^(#‘𝐴))(𝐴‘𝑢) ∈ ran (𝑇‘(𝐴‘(𝑢 − 1)))))
36	35	simp1bi 1076	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ dom 𝑆 → 𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}))
37		eldifsn 4317	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ↔ (𝐴 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐴 ≠ ∅))
38		lennncl 13325	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (#‘𝐴) ∈ ℕ)
39	37, 38	sylbi 207	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) → (#‘𝐴) ∈ ℕ)
40	12, 36, 39	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ ℕ)
41		elnn1uz2 11765	. . . . . 6 ⊢ ((#‘𝐴) ∈ ℕ ↔ ((#‘𝐴) = 1 ∨ (#‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
42	40, 41	sylib 208	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((#‘𝐴) = 1 ∨ (#‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
43	42	ord 392	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (¬ (#‘𝐴) = 1 → (#‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2)))
44	34, 43	mpd 15	. . 3 ⊢ (𝜑 → (#‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2))
45		uz2m1nn 11763	. . 3 ⊢ ((#‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘2) → ((#‘𝐴) − 1) ∈ ℕ)
46	44, 45	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ((#‘𝐴) − 1) ∈ ℕ)
47	34, 27	mtbid 314	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ¬ (#‘𝐵) = 1)
48	3, 4, 5, 6, 7, 8	efgsdm 18143	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 ↔ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ∧ (𝐵‘0) ∈ 𝐷 ∧ ∀𝑢 ∈ (1..^(#‘𝐵))(𝐵‘𝑢) ∈ ran (𝑇‘(𝐵‘(𝑢 − 1)))))
49	48	simp1bi 1076	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑆 → 𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}))
50		eldifsn 4317	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) ↔ (𝐵 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐵 ≠ ∅))
51		lennncl 13325	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ Word 𝑊 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → (#‘𝐵) ∈ ℕ)
52	50, 51	sylbi 207	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ (Word 𝑊 ∖ {∅}) → (#‘𝐵) ∈ ℕ)
53	2, 49, 52	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (#‘𝐵) ∈ ℕ)
54		elnn1uz2 11765	. . . . . 6 ⊢ ((#‘𝐵) ∈ ℕ ↔ ((#‘𝐵) = 1 ∨ (#‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
55	53, 54	sylib 208	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((#‘𝐵) = 1 ∨ (#‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
56	55	ord 392	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (¬ (#‘𝐵) = 1 → (#‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2)))
57	47, 56	mpd 15	. . 3 ⊢ (𝜑 → (#‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2))
58		uz2m1nn 11763	. . 3 ⊢ ((#‘𝐵) ∈ (ℤ≥‘2) → ((#‘𝐵) − 1) ∈ ℕ)
59	57, 58	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ((#‘𝐵) − 1) ∈ ℕ)
60	46, 59	jca 554	1 ⊢ (𝜑 → (((#‘𝐴) − 1) ∈ ℕ ∧ ((#‘𝐵) − 1) ∈ ℕ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 196   ∨ wo 383   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  ∀wral 2912  {crab 2916   ∖ cdif 3571  ∅c0 3915  {csn 4177  ⟨cop 4183  ⟨cotp 4185  ∪ ciun 4520   class class class wbr 4653   ↦ cmpt 4729   I cid 5023   × cxp 5112  dom cdm 5114  ran crn 5115  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ↦ cmpt2 6652  1_𝑜c1o 7553  2_𝑜c2o 7554  0cc0 9936  1c1 9937   < clt 10074   − cmin 10266  ℕcn 11020  2c2 11070  ℤ_≥cuz 11687  ...cfz 12326  ..^cfzo 12465  #chash 13117  Word cword 13291   splice csplice 13296  ⟨“cs2 13586   ~_FG cefg 18119

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-oadd 7564  df-er 7742  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-card 8765  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-2 11079  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-hash 13118  df-word 13299

This theorem is referenced by:  efgredlemf  18154  efgredlemg  18155  efgredlemd  18157  efgredlemc  18158  efgredlem  18160