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Theorem ccatf1

Description: Conditions for a concatenation to be injective. (Contributed by Thierry Arnoux, 11-Dec-2023)

Ref Expression
Hypotheses ccatf1.s φSV
ccatf1.a φAWordS
ccatf1.b φBWordS
ccatf1.1 φA:domA1-1S
ccatf1.2 φB:domB1-1S
ccatf1.3 φranAranB=
Assertion ccatf1 φA++B:domA++B1-1S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ccatf1.s φSV
2 ccatf1.a φAWordS
3 ccatf1.b φBWordS
4 ccatf1.1 φA:domA1-1S
5 ccatf1.2 φB:domB1-1S
6 ccatf1.3 φranAranB=
7 ccatcl AWordSBWordSA++BWordS
8 2 3 7 syl2anc φA++BWordS
9 wrdf A++BWordSA++B:0..^A++BS
10 8 9 syl φA++B:0..^A++BS
11 10 ffdmd φA++B:domA++BS
12 simpllr φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AA++Bi=A++Bj
13 id i0..^Ai0..^A
14 ccatval1 AWordSBWordSi0..^AA++Bi=Ai
15 2 3 13 14 syl2an3an φi0..^AA++Bi=Ai
16 15 ad4ant13 φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AA++Bi=Ai
17 id j0..^Aj0..^A
18 ccatval1 AWordSBWordSj0..^AA++Bj=Aj
19 2 3 17 18 syl2an3an φj0..^AA++Bj=Aj
20 19 ad4ant14 φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AA++Bj=Aj
21 12 16 20 3eqtr3d φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AAi=Aj
22 wrddm AWordSdomA=0..^A
23 2 22 syl φdomA=0..^A
24 f1eq2 domA=0..^AA:domA1-1SA:0..^A1-1S
25 24 biimpa domA=0..^AA:domA1-1SA:0..^A1-1S
26 23 4 25 syl2anc φA:0..^A1-1S
27 dff13 A:0..^A1-1SA:0..^ASi0..^Aj0..^AAi=Aji=j
28 27 simprbi A:0..^A1-1Si0..^Aj0..^AAi=Aji=j
29 26 28 syl φi0..^Aj0..^AAi=Aji=j
30 29 r19.21bi φi0..^Aj0..^AAi=Aji=j
31 30 r19.21bi φi0..^Aj0..^AAi=Aji=j
32 31 adantllr φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AAi=Aji=j
33 21 32 mpd φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^Ai=j
34 33 ex φA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^Ai=j
35 34 adantllr φjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^Ai=j
36 f1fun A:domA1-1SFunA
37 4 36 syl φFunA
38 simpr φi0..^Ai0..^A
39 23 adantr φi0..^AdomA=0..^A
40 38 39 eleqtrrd φi0..^AidomA
41 fvelrn FunAidomAAiranA
42 37 40 41 syl2an2r φi0..^AAiranA
43 42 ad4ant13 φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BAiranA
44 simpllr φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BA++Bi=A++Bj
45 15 ad4ant13 φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BA++Bi=Ai
46 2 adantr φjA..^A++BAWordS
47 3 adantr φjA..^A++BBWordS
48 simpr φjA..^A++BjA..^A++B
49 ccatlen AWordSBWordSA++B=A+B
50 2 3 49 syl2anc φA++B=A+B
51 50 oveq2d φA..^A++B=A..^A+B
52 51 adantr φjA..^A++BA..^A++B=A..^A+B
53 48 52 eleqtrd φjA..^A++BjA..^A+B
54 ccatval2 AWordSBWordSjA..^A+BA++Bj=BjA
55 46 47 53 54 syl3anc φjA..^A++BA++Bj=BjA
56 55 ad4ant14 φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BA++Bj=BjA
57 44 45 56 3eqtr3d φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BAi=BjA
58 f1fun B:domB1-1SFunB
59 5 58 syl φFunB
60 lencl BWordSB0
61 3 60 syl φB0
62 61 nn0zd φB
63 62 adantr φjA..^A++BB
64 fzosubel3 jA..^A+BBjA0..^B
65 53 63 64 syl2anc φjA..^A++BjA0..^B
66 wrddm BWordSdomB=0..^B
67 3 66 syl φdomB=0..^B
68 67 adantr φjA..^A++BdomB=0..^B
69 65 68 eleqtrrd φjA..^A++BjAdomB
70 fvelrn FunBjAdomBBjAranB
71 59 69 70 syl2an2r φjA..^A++BBjAranB
72 71 ad4ant14 φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BBjAranB
73 57 72 eqeltrd φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BAiranB
74 43 73 elind φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BAiranAranB
75 6 ad3antrrr φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BranAranB=
76 74 75 eleqtrd φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++BAi
77 noel ¬Ai
78 77 a1i φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++B¬Ai
79 76 78 pm2.21dd φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++Bi=j
80 79 ex φA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++Bi=j
81 80 adantllr φjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^AjA..^A++Bi=j
82 wrddm A++BWordSdomA++B=0..^A++B
83 8 82 syl φdomA++B=0..^A++B
84 83 eleq2d φjdomA++Bj0..^A++B
85 84 biimpa φjdomA++Bj0..^A++B
86 lencl AWordSA0
87 2 86 syl φA0
88 87 nn0zd φA
89 88 adantr φjdomA++BA
90 fzospliti j0..^A++BAj0..^AjA..^A++B
91 85 89 90 syl2anc φjdomA++Bj0..^AjA..^A++B
92 91 ad2antrr φjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^Aj0..^AjA..^A++B
93 35 81 92 mpjaod φjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^Ai=j
94 93 ex φjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^Ai=j
95 94 adantlrl φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^Ai=j
96 simpr φj0..^Aj0..^A
97 23 adantr φj0..^AdomA=0..^A
98 96 97 eleqtrrd φj0..^AjdomA
99 fvelrn FunAjdomAAjranA
100 37 98 99 syl2an2r φj0..^AAjranA
101 100 ad4ant14 φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AAjranA
102 simpllr φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AA++Bi=A++Bj
103 2 adantr φiA..^A++BAWordS
104 3 adantr φiA..^A++BBWordS
105 simpr φiA..^A++BiA..^A++B
106 51 adantr φiA..^A++BA..^A++B=A..^A+B
107 105 106 eleqtrd φiA..^A++BiA..^A+B
108 ccatval2 AWordSBWordSiA..^A+BA++Bi=BiA
109 103 104 107 108 syl3anc φiA..^A++BA++Bi=BiA
110 109 ad4ant13 φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AA++Bi=BiA
111 19 ad4ant14 φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AA++Bj=Aj
112 102 110 111 3eqtr3rd φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AAj=BiA
113 62 adantr φiA..^A++BB
114 fzosubel3 iA..^A+BBiA0..^B
115 107 113 114 syl2anc φiA..^A++BiA0..^B
116 67 adantr φiA..^A++BdomB=0..^B
117 115 116 eleqtrrd φiA..^A++BiAdomB
118 fvelrn FunBiAdomBBiAranB
119 59 117 118 syl2an2r φiA..^A++BBiAranB
120 119 ad4ant13 φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^ABiAranB
121 112 120 eqeltrd φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AAjranB
122 101 121 elind φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AAjranAranB
123 6 ad3antrrr φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AranAranB=
124 122 123 eleqtrd φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AAj
125 noel ¬Aj
126 125 a1i φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^A¬Aj
127 124 126 pm2.21dd φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^Ai=j
128 127 ex φA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^Ai=j
129 128 adantllr φjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^Ai=j
130 elfzoelz iA..^A++Bi
131 130 zcnd iA..^A++Bi
132 131 ad2antlr φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++Bi
133 elfzoelz jA..^A++Bj
134 133 zcnd jA..^A++Bj
135 134 adantl φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++Bj
136 87 nn0cnd φA
137 136 ad3antrrr φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BA
138 5 ad3antrrr φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BB:domB1-1S
139 117 ad4ant13 φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BiAdomB
140 69 ad4ant14 φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BjAdomB
141 139 140 jca φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BiAdomBjAdomB
142 simpllr φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BA++Bi=A++Bj
143 109 ad4ant13 φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BA++Bi=BiA
144 55 ad4ant14 φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BA++Bj=BjA
145 142 143 144 3eqtr3d φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BBiA=BjA
146 f1veqaeq B:domB1-1SiAdomBjAdomBBiA=BjAiA=jA
147 146 imp B:domB1-1SiAdomBjAdomBBiA=BjAiA=jA
148 138 141 145 147 syl21anc φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++BiA=jA
149 132 135 137 148 subcan2d φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++Bi=j
150 149 ex φA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++Bi=j
151 150 adantllr φjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++BjA..^A++Bi=j
152 91 ad2antrr φjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++Bj0..^AjA..^A++B
153 129 151 152 mpjaod φjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++Bi=j
154 153 ex φjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++Bi=j
155 154 adantlrl φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++BjiA..^A++Bi=j
156 83 eleq2d φidomA++Bi0..^A++B
157 156 biimpa φidomA++Bi0..^A++B
158 88 adantr φidomA++BA
159 fzospliti i0..^A++BAi0..^AiA..^A++B
160 157 158 159 syl2anc φidomA++Bi0..^AiA..^A++B
161 160 adantrr φidomA++BjdomA++Bi0..^AiA..^A++B
162 161 adantr φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji0..^AiA..^A++B
163 95 155 162 mpjaod φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji=j
164 163 ex φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji=j
165 164 ralrimivva φidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji=j
166 dff13 A++B:domA++B1-1SA++B:domA++BSidomA++BjdomA++BA++Bi=A++Bji=j
167 11 165 166 sylanbrc φA++B:domA++B1-1S