Theorem psrbagaddcl 19370

Description: The sum of two finite bags is a finite bag. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jan-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
psrbag.d	⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}

Assertion

Ref	Expression
psrbagaddcl	⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) ∈ 𝐷)

Distinct variable groups:   𝑓,𝐹   𝑓,𝐺   𝑓,𝐼

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑓)   𝑉(𝑓)

Proof of Theorem psrbagaddcl

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nn0addcl 11328	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℕ0)
2	1	adantl 482	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℕ0)
3		simp2 1062	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐹 ∈ 𝐷)
4		psrbag.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
5	4	psrbag 19364	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐹 ∈ 𝐷 ↔ (𝐹:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐹 “ ℕ) ∈ Fin)))
6	5	3ad2ant1 1082	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∈ 𝐷 ↔ (𝐹:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐹 “ ℕ) ∈ Fin)))
7	3, 6	mpbid 222	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐹 “ ℕ) ∈ Fin))
8	7	simpld 475	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
9		simp3 1063	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺 ∈ 𝐷)
10	4	psrbag 19364	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → (𝐺 ∈ 𝐷 ↔ (𝐺:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐺 “ ℕ) ∈ Fin)))
11	10	3ad2ant1 1082	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐺 ∈ 𝐷 ↔ (𝐺:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐺 “ ℕ) ∈ Fin)))
12	9, 11	mpbid 222	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐺:𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡𝐺 “ ℕ) ∈ Fin))
13	12	simpld 475	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺:𝐼⟶ℕ0)
14		simp1 1061	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐼 ∈ 𝑉)
15		inidm 3822	. . 3 ⊢ (𝐼 ∩ 𝐼) = 𝐼
16	2, 8, 13, 14, 14, 15	off 6912	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘𝑓 + 𝐺):𝐼⟶ℕ0)
17		frnnn0supp 11349	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝐹 ∘𝑓 + 𝐺):𝐼⟶ℕ0) → ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) supp 0) = (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ))
18	14, 16, 17	syl2anc 693	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) supp 0) = (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ))
19		fvexd 6203	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝐹‘𝑥) ∈ V)
20		fvexd 6203	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝐺‘𝑥) ∈ V)
21	8	feqmptd 6249	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ (𝐹‘𝑥)))
22	13	feqmptd 6249	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ (𝐺‘𝑥)))
23	14, 19, 20, 21, 22	offval2 6914	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))))
24	23	oveq1d 6665	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) supp 0) = ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0))
25	18, 24	eqtr3d 2658	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ) = ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0))
26		frnnn0supp 11349	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝐼⟶ℕ0) → (𝐹 supp 0) = (◡𝐹 “ ℕ))
27	14, 8, 26	syl2anc 693	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 supp 0) = (◡𝐹 “ ℕ))
28	7	simprd 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (◡𝐹 “ ℕ) ∈ Fin)
29	27, 28	eqeltrd 2701	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 supp 0) ∈ Fin)
30		frnnn0supp 11349	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺:𝐼⟶ℕ0) → (𝐺 supp 0) = (◡𝐺 “ ℕ))
31	14, 13, 30	syl2anc 693	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐺 supp 0) = (◡𝐺 “ ℕ))
32	12	simprd 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (◡𝐺 “ ℕ) ∈ Fin)
33	31, 32	eqeltrd 2701	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐺 supp 0) ∈ Fin)
34		unfi 8227	. . . . 5 ⊢ (((𝐹 supp 0) ∈ Fin ∧ (𝐺 supp 0) ∈ Fin) → ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)) ∈ Fin)
35	29, 33, 34	syl2anc 693	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)) ∈ Fin)
36		ssun1 3776	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0))
37	36	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))
38		c0ex 10034	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ V
39	38	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 0 ∈ V)
40	8, 37, 14, 39	suppssr 7326	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))) → (𝐹‘𝑥) = 0)
41		ssun2 3777	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0))
42	41	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐺 supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))
43	13, 42, 14, 39	suppssr 7326	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))) → (𝐺‘𝑥) = 0)
44	40, 43	oveq12d 6668	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))) → ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥)) = (0 + 0))
45		00id 10211	. . . . . 6 ⊢ (0 + 0) = 0
46	44, 45	syl6eq 2672	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼 ∖ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))) → ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥)) = 0)
47	46, 14	suppss2 7329	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)))
48		ssfi 8180	. . . 4 ⊢ ((((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0)) ∈ Fin ∧ ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0) ⊆ ((𝐹 supp 0) ∪ (𝐺 supp 0))) → ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0) ∈ Fin)
49	35, 47, 48	syl2anc 693	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) + (𝐺‘𝑥))) supp 0) ∈ Fin)
50	25, 49	eqeltrd 2701	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ) ∈ Fin)
51	4	psrbag 19364	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑉 → ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) ∈ 𝐷 ↔ ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺):𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ) ∈ Fin)))
52	51	3ad2ant1 1082	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) ∈ 𝐷 ↔ ((𝐹 ∘𝑓 + 𝐺):𝐼⟶ℕ0 ∧ (◡(𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) “ ℕ) ∈ Fin)))
53	16, 50, 52	mpbir2and 957	1 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘𝑓 + 𝐺) ∈ 𝐷)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  {crab 2916  Vcvv 3200   ∖ cdif 3571   ∪ cun 3572   ⊆ wss 3574   ↦ cmpt 4729  ^◡ccnv 5113   “ cima 5117  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ∘_𝑓 cof 6895   supp csupp 7295   ↑_𝑚 cmap 7857  Fincfn 7955  0cc0 9936   + caddc 9939  ℕcn 11020  ℕ₀cn0 11292

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-of 6897  df-om 7066  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  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-n0 11293

This theorem is referenced by:  mplmon2mul  19501  evlslem1  19515  tdeglem3  23819