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Theorem tmachlem-agreeprod

Description: Agreement set can be written as infinite product of acceptable values for tape's cells. (Contributed by Ender Ting, 27-Jul-2026)

Ref Expression
Hypotheses tmach.finalph φ U Fin
tmach.exindex φ I V
tmach.tapelist φ T = U I
tmach.scanmap φ S : T 𝒫 I Fin
tmach.agreemap φ A = z T y T | y S z = z S z
tmach.agreement φ z T y A z S y = S z
Assertion tmachlem-agreeprod φ a T A a = i I if i S a a i U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tmach.finalph φ U Fin
2 tmach.exindex φ I V
3 tmach.tapelist φ T = U I
4 tmach.scanmap φ S : T 𝒫 I Fin
5 tmach.agreemap φ A = z T y T | y S z = z S z
6 tmach.agreement φ z T y A z S y = S z
7 fveq2 z = a S z = S a
8 7 reseq2d z = a y S z = y S a
9 id z = a z = a
10 9 7 reseq12d z = a z S z = a S a
11 8 10 eqeq12d z = a y S z = z S z y S a = a S a
12 11 rabbidv z = a y T | y S z = z S z = y T | y S a = a S a
13 5 adantr φ a T A = z T y T | y S z = z S z
14 simpr φ a T a T
15 1 2 3 4 5 6 tmachlem-extapes φ T V
16 15 adantr φ a T T V
17 ssrab2 y T | y S a = a S a T
18 17 a1i φ a T y T | y S a = a S a T
19 16 18 ssexd φ a T y T | y S a = a S a V
20 12 13 14 19 fvmptd4 φ a T A a = y T | y S a = a S a
21 snfi a i Fin
22 21 a1i φ a T i I a i Fin
23 1 ad2antrr φ a T i I U Fin
24 22 23 ifcld φ a T i I if i S a a i U Fin
25 24 ralrimiva φ a T i I if i S a a i U Fin
26 ixpssmapg i I if i S a a i U Fin i I if i S a a i U i I if i S a a i U I
27 25 26 syl φ a T i I if i S a a i U i I if i S a a i U I
28 ifssun if i S a a i U a i U
29 3 eleq2d φ a T a U I
30 29 biimpd φ a T a U I
31 30 imp φ a T a U I
32 elmapi a U I a : I U
33 31 32 syl φ a T a : I U
34 33 ffvelcdmda φ a T i I a i U
35 34 snssd φ a T i I a i U
36 ssequn1 a i U a i U = U
37 35 36 sylib φ a T i I a i U = U
38 28 37 sseqtrid φ a T i I if i S a a i U U
39 38 iunssd φ a T i I if i S a a i U U
40 mapss U Fin i I if i S a a i U U i I if i S a a i U I U I
41 1 39 40 syl2an2r φ a T i I if i S a a i U I U I
42 27 41 sstrd φ a T i I if i S a a i U U I
43 3 adantr φ a T T = U I
44 42 43 sseqtrrd φ a T i I if i S a a i U T
45 simplr φ a T y T i S a i S a y i = a i i S a
46 simpr φ a T y T i S a i S a y i = a i i S a y i = a i
47 45 46 mpd φ a T y T i S a i S a y i = a i y i = a i
48 fvex y i V
49 48 elsn y i a i y i = a i
50 47 49 sylibr φ a T y T i S a i S a y i = a i y i a i
51 45 iftrued φ a T y T i S a i S a y i = a i if i S a a i U = a i
52 50 51 eleqtrrd φ a T y T i S a i S a y i = a i y i if i S a a i U
53 52 ex φ a T y T i S a i S a y i = a i y i if i S a a i U
54 53 a1dd φ a T y T i S a i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
55 4 ffvelcdmda φ a T S a 𝒫 I Fin
56 55 elin1d φ a T S a 𝒫 I
57 56 elpwid φ a T S a I
58 57 adantr φ a T y T S a I
59 58 sselda φ a T y T i S a i I
60 59 adantr φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U i I
61 simpr φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U i I y i if i S a a i U
62 60 61 mpd φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U y i if i S a a i U
63 simplr φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U i S a
64 63 iftrued φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U if i S a a i U = a i
65 62 64 eleqtrd φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U y i a i
66 65 elsnd φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U y i = a i
67 66 ex φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U y i = a i
68 67 a1dd φ a T y T i S a i I y i if i S a a i U i S a y i = a i
69 54 68 impbid φ a T y T i S a i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
70 3 eleq2d φ y T y U I
71 70 biimpd φ y T y U I
72 71 adantr φ a T y T y U I
73 72 imp φ a T y T y U I
74 elmapi y U I y : I U
75 73 74 syl φ a T y T y : I U
76 75 adantr φ a T y T ¬ i S a y : I U
77 76 ffvelcdmda φ a T y T ¬ i S a i I y i U
78 simplr φ a T y T ¬ i S a i I ¬ i S a
79 78 iffalsed φ a T y T ¬ i S a i I if i S a a i U = U
80 77 79 eleqtrrd φ a T y T ¬ i S a i I y i if i S a a i U
81 80 ex φ a T y T ¬ i S a i I y i if i S a a i U
82 81 a1d φ a T y T ¬ i S a i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
83 simplr φ a T y T ¬ i S a i I y i if i S a a i U ¬ i S a
84 83 pm2.21d φ a T y T ¬ i S a i I y i if i S a a i U i S a y i = a i
85 84 ex φ a T y T ¬ i S a i I y i if i S a a i U i S a y i = a i
86 82 85 impbid φ a T y T ¬ i S a i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
87 69 86 pm2.61dan φ a T y T i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
88 87 ralbidv2 φ a T y T i S a y i = a i i I y i if i S a a i U
89 71 imp φ y T y U I
90 elmapfn y U I y Fn I
91 89 90 syl φ y T y Fn I
92 91 adantlr φ a T y T y Fn I
93 92 biantrurd φ a T y T i I y i if i S a a i U y Fn I i I y i if i S a a i U
94 88 93 bitr2d φ a T y T y Fn I i I y i if i S a a i U i S a y i = a i
95 vex y V
96 95 elixp y i I if i S a a i U y Fn I i I y i if i S a a i U
97 96 a1i φ a T y T y i I if i S a a i U y Fn I i I y i if i S a a i U
98 elmapfn a U I a Fn I
99 31 98 syl φ a T a Fn I
100 99 adantr φ a T y T a Fn I
101 fvreseq y Fn I a Fn I S a I y S a = a S a i S a y i = a i
102 92 100 58 101 syl21anc φ a T y T y S a = a S a i S a y i = a i
103 94 97 102 3bitr4d φ a T y T y i I if i S a a i U y S a = a S a
104 44 103 eqrrabd φ a T i I if i S a a i U = y T | y S a = a S a
105 20 104 eqtr4d φ a T A a = i I if i S a a i U