Metamath Proof Explorer


Theorem reprinfz1

Description: For the representation of N , it is sufficient to consider nonnegative integers up to N . Remark of Nathanson p. 123 (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Dec-2021)

Ref Expression
Hypotheses reprinfz1.n φ N 0
reprinfz1.s φ S 0
reprinfz1.a φ A
Assertion reprinfz1 φ A repr S N = A 1 N repr S N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 reprinfz1.n φ N 0
2 reprinfz1.s φ S 0
3 reprinfz1.a φ A
4 nnex V
5 4 a1i φ V
6 5 3 ssexd φ A V
7 ovex 0 ..^ S V
8 elmapg A V 0 ..^ S V c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
9 6 7 8 sylancl φ c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
10 9 biimpa φ c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
11 10 adantr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c : 0 ..^ S A
12 elmapfn c A 0 ..^ S c Fn 0 ..^ S
13 12 ad2antlr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c Fn 0 ..^ S
14 simplr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a = N
15 1 nn0red φ N
16 15 ad3antrrr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N
17 3 ad3antrrr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N A
18 simpllr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c A 0 ..^ S
19 9 ad3antrrr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
20 18 19 mpbid φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c : 0 ..^ S A
21 simplr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N b 0 ..^ S
22 20 21 ffvelrnd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b A
23 17 22 sseldd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b
24 23 nnred φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b
25 fzofi 0 ..^ S Fin
26 25 a1i φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N 0 ..^ S Fin
27 3 ad4antr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S A
28 20 ffvelrnda φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a A
29 27 28 sseldd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a
30 29 nnred φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a
31 26 30 fsumrecl φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a
32 simpr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N ¬ c b 1 N
33 1 nn0zd φ N
34 33 ad3antrrr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N
35 fznn N c b 1 N c b c b N
36 34 35 syl φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b 1 N c b c b N
37 23 biantrurd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b N c b c b N
38 36 37 bitr4d φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b 1 N c b N
39 38 notbid φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N ¬ c b 1 N ¬ c b N
40 32 39 mpbid φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N ¬ c b N
41 16 24 ltnled φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N < c b ¬ c b N
42 40 41 mpbird φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N < c b
43 24 recnd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b
44 fveq2 a = b c a = c b
45 44 sumsn b 0 ..^ S c b a b c a = c b
46 21 43 45 syl2anc φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a b c a = c b
47 29 nnnn0d φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a 0
48 nn0ge0 c a 0 0 c a
49 47 48 syl φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S 0 c a
50 snssi b 0 ..^ S b 0 ..^ S
51 50 ad2antlr φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N b 0 ..^ S
52 26 30 49 51 fsumless φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a b c a a 0 ..^ S c a
53 46 52 eqbrtrrd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N c b a 0 ..^ S c a
54 16 24 31 42 53 ltletrd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N < a 0 ..^ S c a
55 16 54 ltned φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N N a 0 ..^ S c a
56 55 necomd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a N
57 56 r19.29an φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N a 0 ..^ S c a N
58 57 neneqd φ c A 0 ..^ S b 0 ..^ S ¬ c b 1 N ¬ a 0 ..^ S c a = N
59 58 adantlr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N b 0 ..^ S ¬ c b 1 N ¬ a 0 ..^ S c a = N
60 14 59 pm2.65da φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N ¬ b 0 ..^ S ¬ c b 1 N
61 dfral2 b 0 ..^ S c b 1 N ¬ b 0 ..^ S ¬ c b 1 N
62 60 61 sylibr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N b 0 ..^ S c b 1 N
63 44 eleq1d a = b c a 1 N c b 1 N
64 63 cbvralvw a 0 ..^ S c a 1 N b 0 ..^ S c b 1 N
65 62 64 sylibr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N a 0 ..^ S c a 1 N
66 13 65 jca φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c Fn 0 ..^ S a 0 ..^ S c a 1 N
67 ffnfv c : 0 ..^ S 1 N c Fn 0 ..^ S a 0 ..^ S c a 1 N
68 66 67 sylibr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c : 0 ..^ S 1 N
69 11 68 jca φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c : 0 ..^ S A c : 0 ..^ S 1 N
70 fin c : 0 ..^ S A 1 N c : 0 ..^ S A c : 0 ..^ S 1 N
71 69 70 sylibr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c : 0 ..^ S A 1 N
72 ovex 1 N V
73 72 inex2 A 1 N V
74 73 7 elmap c A 1 N 0 ..^ S c : 0 ..^ S A 1 N
75 71 74 sylibr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c A 1 N 0 ..^ S
76 75 anasss φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a = N c A 1 N 0 ..^ S
77 76 rabss3d φ c A 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = N c A 1 N 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = N
78 3 33 2 reprval φ A repr S N = c A 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = N
79 inss1 A 1 N A
80 79 a1i φ A 1 N A
81 80 3 sstrd φ A 1 N
82 81 33 2 reprval φ A 1 N repr S N = c A 1 N 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = N
83 77 78 82 3sstr4d φ A repr S N A 1 N repr S N
84 3 33 2 80 reprss φ A 1 N repr S N A repr S N
85 83 84 eqssd φ A repr S N = A 1 N repr S N