Metamath Proof Explorer


Theorem signshf

Description: H , corresponding to the word F multiplied by ( x - C ) , as a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-Sep-2018)

Ref Expression
Hypotheses signsv.p โŠข โจฃ = ( ๐‘Ž โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } , ๐‘ โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } โ†ฆ if ( ๐‘ = 0 , ๐‘Ž , ๐‘ ) )
signsv.w โŠข ๐‘Š = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { - 1 , 0 , 1 } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , โจฃ โŸฉ }
signsv.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) โ†ฆ ( ๐‘Š ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( sgn โ€˜ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
signsv.v โŠข ๐‘‰ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) if ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘— ) โ‰  ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘— โˆ’ 1 ) ) , 1 , 0 ) )
signs.h โŠข ๐ป = ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆ˜f โˆ’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆ˜f/c ยท ๐ถ ) )
Assertion signshf ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐ป : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 signsv.p โŠข โจฃ = ( ๐‘Ž โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } , ๐‘ โˆˆ { - 1 , 0 , 1 } โ†ฆ if ( ๐‘ = 0 , ๐‘Ž , ๐‘ ) )
2 signsv.w โŠข ๐‘Š = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { - 1 , 0 , 1 } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , โจฃ โŸฉ }
3 signsv.t โŠข ๐‘‡ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ( ๐‘› โˆˆ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) โ†ฆ ( ๐‘Š ฮฃg ( ๐‘– โˆˆ ( 0 ... ๐‘› ) โ†ฆ ( sgn โ€˜ ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘– ) ) ) ) ) )
4 signsv.v โŠข ๐‘‰ = ( ๐‘“ โˆˆ Word โ„ โ†ฆ ฮฃ ๐‘— โˆˆ ( 1 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘“ ) ) if ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ๐‘— ) โ‰  ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ ( ๐‘— โˆ’ 1 ) ) , 1 , 0 ) )
5 signs.h โŠข ๐ป = ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆ˜f โˆ’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆ˜f/c ยท ๐ถ ) )
6 resubcl โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
7 6 adantl โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
8 0re โŠข 0 โˆˆ โ„
9 s1cl โŠข ( 0 โˆˆ โ„ โ†’ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ โˆˆ Word โ„ )
10 8 9 ax-mp โŠข โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ โˆˆ Word โ„
11 ccatcl โŠข ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ โˆˆ Word โ„ โˆง ๐น โˆˆ Word โ„ ) โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆˆ Word โ„ )
12 10 11 mpan โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆˆ Word โ„ )
13 wrdf โŠข ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) ) โŸถ โ„ )
14 12 13 syl โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) ) โŸถ โ„ )
15 1cnd โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ 1 โˆˆ โ„‚ )
16 lencl โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„•0 )
17 16 nn0cnd โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) โˆˆ โ„‚ )
18 ccatlen โŠข ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ โˆˆ Word โ„ โˆง ๐น โˆˆ Word โ„ ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) + ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) )
19 10 18 mpan โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) + ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) )
20 s1len โŠข ( โ™ฏ โ€˜ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) = 1
21 20 oveq1i โŠข ( ( โ™ฏ โ€˜ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) + ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) = ( 1 + ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) )
22 19 21 eqtrdi โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) = ( 1 + ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) ) )
23 15 17 22 comraddd โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) )
24 23 oveq2d โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) ) = ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) )
25 24 feq2d โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) ) ) โŸถ โ„ โ†” ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ ) )
26 14 25 mpbid โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
27 26 adantr โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
28 remulcl โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
29 28 adantl โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ )
30 ccatcl โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ โˆˆ Word โ„ ) โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆˆ Word โ„ )
31 10 30 mpan2 โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆˆ Word โ„ )
32 wrdf โŠข ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) ) โŸถ โ„ )
33 31 32 syl โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) ) โŸถ โ„ )
34 ccatws1len โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) )
35 34 oveq2d โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) ) = ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) )
36 35 feq2d โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) ) ) โŸถ โ„ โ†” ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ ) )
37 33 36 mpbid โŠข ( ๐น โˆˆ Word โ„ โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
38 37 adantr โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
39 ovexd โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โˆˆ V )
40 rpre โŠข ( ๐ถ โˆˆ โ„+ โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
41 40 adantl โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ โ„ )
42 29 38 39 41 ofcf โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆ˜f/c ยท ๐ถ ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
43 inidm โŠข ( ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โˆฉ ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) ) = ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) )
44 7 27 42 39 39 43 off โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆ˜f โˆ’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆ˜f/c ยท ๐ถ ) ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
45 5 feq1i โŠข ( ๐ป : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ โ†” ( ( โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ++ ๐น ) โˆ˜f โˆ’ ( ( ๐น ++ โŸจโ€œ 0 โ€โŸฉ ) โˆ˜f/c ยท ๐ถ ) ) : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )
46 44 45 sylibr โŠข ( ( ๐น โˆˆ Word โ„ โˆง ๐ถ โˆˆ โ„+ ) โ†’ ๐ป : ( 0 ..^ ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐น ) + 1 ) ) โŸถ โ„ )