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Theorem rabren3dioph

Description: Change variable numbers in a 3-variable Diophantine class abstraction. (Contributed by Stefan O'Rear, 17-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses rabren3dioph.a ⊢ a ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ a ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ a ⁡ 3 = b ⁡ Z → φ ↔ ψ
rabren3dioph.b ⊢ X ∈ 1 … N
rabren3dioph.c ⊢ Y ∈ 1 … N
rabren3dioph.d ⊢ Z ∈ 1 … N
Assertion rabren3dioph ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ a ∈ ℕ 0 1 … 3 | φ ∈ Dioph ⁡ 3 → b ∈ ℕ 0 1 … N | ψ ∈ Dioph ⁡ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rabren3dioph.a ⊢ a ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ a ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ a ⁡ 3 = b ⁡ Z → φ ↔ ψ
2 rabren3dioph.b ⊢ X ∈ 1 … N
3 rabren3dioph.c ⊢ Y ∈ 1 … N
4 rabren3dioph.d ⊢ Z ∈ 1 … N
5 vex ⊢ b ∈ V
6 tpex ⊢ 1 X 2 Y 3 Z ∈ V
7 5 6 coex ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ∈ V
8 1ne2 ⊢ 1 ≠ 2
9 1re ⊢ 1 ∈ ℝ
10 1lt3 ⊢ 1 < 3
11 9 10 ltneii ⊢ 1 ≠ 3
12 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
13 2lt3 ⊢ 2 < 3
14 12 13 ltneii ⊢ 2 ≠ 3
15 1ex ⊢ 1 ∈ V
16 2ex ⊢ 2 ∈ V
17 3ex ⊢ 3 ∈ V
18 2 elexi ⊢ X ∈ V
19 3 elexi ⊢ Y ∈ V
20 4 elexi ⊢ Z ∈ V
21 15 16 17 18 19 20 fntp ⊢ 1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3 → 1 X 2 Y 3 Z Fn 1 2 3
22 8 11 14 21 mp3an ⊢ 1 X 2 Y 3 Z Fn 1 2 3
23 15 tpid1 ⊢ 1 ∈ 1 2 3
24 fvco2 ⊢ 1 X 2 Y 3 Z Fn 1 2 3 ∧ 1 ∈ 1 2 3 → b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1
25 22 23 24 mp2an ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1
26 15 18 fvtp1 ⊢ 1 ≠ 2 ∧ 1 ≠ 3 → 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = X
27 8 11 26 mp2an ⊢ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = X
28 27 fveq2i ⊢ b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ X
29 25 28 eqtri ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ X
30 16 tpid2 ⊢ 2 ∈ 1 2 3
31 fvco2 ⊢ 1 X 2 Y 3 Z Fn 1 2 3 ∧ 2 ∈ 1 2 3 → b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2
32 22 30 31 mp2an ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2
33 16 19 fvtp2 ⊢ 1 ≠ 2 ∧ 2 ≠ 3 → 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = Y
34 8 14 33 mp2an ⊢ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = Y
35 34 fveq2i ⊢ b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ Y
36 32 35 eqtri ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ Y
37 17 tpid3 ⊢ 3 ∈ 1 2 3
38 fvco2 ⊢ 1 X 2 Y 3 Z Fn 1 2 3 ∧ 3 ∈ 1 2 3 → b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3
39 22 37 38 mp2an ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3
40 17 20 fvtp3 ⊢ 1 ≠ 3 ∧ 2 ≠ 3 → 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = Z
41 11 14 40 mp2an ⊢ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = Z
42 41 fveq2i ⊢ b ⁡ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ Z
43 39 42 eqtri ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ Z
44 29 36 43 3pm3.2i ⊢ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ Z
45 fveq1 ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 1 = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1
46 45 eqeq1d ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 1 = b ⁡ X ↔ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ X
47 fveq1 ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 2 = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2
48 47 eqeq1d ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 2 = b ⁡ Y ↔ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ Y
49 fveq1 ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 3 = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3
50 49 eqeq1d ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 3 = b ⁡ Z ↔ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ Z
51 46 48 50 3anbi123d ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ a ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ a ⁡ 3 = b ⁡ Z ↔ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z ⁡ 3 = b ⁡ Z
52 44 51 mpbiri ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → a ⁡ 1 = b ⁡ X ∧ a ⁡ 2 = b ⁡ Y ∧ a ⁡ 3 = b ⁡ Z
53 52 1 syl ⊢ a = b ∘ 1 X 2 Y 3 Z → φ ↔ ψ
54 7 53 sbcie ⊢ [˙ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z / a]˙ φ ↔ ψ
55 54 rabbii ⊢ b ∈ ℕ 0 1 … N | [˙ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z / a]˙ φ = b ∈ ℕ 0 1 … N | ψ
56 15 16 17 18 19 20 8 11 14 ftp ⊢ 1 X 2 Y 3 Z : 1 2 3 ⟶ X Y Z
57 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
58 fztp ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 … 1 + 2 = 1 1 + 1 1 + 2
59 57 58 ax-mp ⊢ 1 … 1 + 2 = 1 1 + 1 1 + 2
60 1p2e3 ⊢ 1 + 2 = 3
61 60 oveq2i ⊢ 1 … 1 + 2 = 1 … 3
62 eqidd ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 = 1
63 1p1e2 ⊢ 1 + 1 = 2
64 63 a1i ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 + 1 = 2
65 60 a1i ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 + 2 = 3
66 62 64 65 tpeq123d ⊢ 1 ∈ ℤ → 1 1 + 1 1 + 2 = 1 2 3
67 57 66 ax-mp ⊢ 1 1 + 1 1 + 2 = 1 2 3
68 59 61 67 3eqtr3i ⊢ 1 … 3 = 1 2 3
69 68 feq2i ⊢ 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ X Y Z ↔ 1 X 2 Y 3 Z : 1 2 3 ⟶ X Y Z
70 56 69 mpbir ⊢ 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ X Y Z
71 2 3 4 3pm3.2i ⊢ X ∈ 1 … N ∧ Y ∈ 1 … N ∧ Z ∈ 1 … N
72 18 19 20 tpss ⊢ X ∈ 1 … N ∧ Y ∈ 1 … N ∧ Z ∈ 1 … N ↔ X Y Z ⊆ 1 … N
73 71 72 mpbi ⊢ X Y Z ⊆ 1 … N
74 fss ⊢ 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ X Y Z ∧ X Y Z ⊆ 1 … N → 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ 1 … N
75 70 73 74 mp2an ⊢ 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ 1 … N
76 rabrenfdioph ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ 1 X 2 Y 3 Z : 1 … 3 ⟶ 1 … N ∧ a ∈ ℕ 0 1 … 3 | φ ∈ Dioph ⁡ 3 → b ∈ ℕ 0 1 … N | [˙ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z / a]˙ φ ∈ Dioph ⁡ N
77 75 76 mp3an2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ a ∈ ℕ 0 1 … 3 | φ ∈ Dioph ⁡ 3 → b ∈ ℕ 0 1 … N | [˙ b ∘ 1 X 2 Y 3 Z / a]˙ φ ∈ Dioph ⁡ N
78 55 77 eqeltrrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ a ∈ ℕ 0 1 … 3 | φ ∈ Dioph ⁡ 3 → b ∈ ℕ 0 1 … N | ψ ∈ Dioph ⁡ N