Metamath Proof Explorer


Theorem vdwapf

Description: The arithmetic progression function is a function. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2014)

Ref Expression
Assertion vdwapf ( ๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( AP โ€˜ ๐พ ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„• )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpll โŠข ( ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ๐‘Ž โˆˆ โ„• )
2 elfznn0 โŠข ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„•0 )
3 2 adantl โŠข ( ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ๐‘š โˆˆ โ„•0 )
4 nnnn0 โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„•0 )
5 4 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ โ„•0 )
6 3 5 nn0mulcld โŠข ( ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) โˆˆ โ„•0 )
7 nnnn0addcl โŠข ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„• )
8 1 6 7 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) โˆˆ โ„• )
9 8 fmpttd โŠข ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) : ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โŸถ โ„• )
10 9 frnd โŠข ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โІ โ„• )
11 nnex โŠข โ„• โˆˆ V
12 11 elpw2 โŠข ( ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โˆˆ ๐’ซ โ„• โ†” ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โІ โ„• )
13 10 12 sylibr โŠข ( ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆง ๐‘‘ โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โˆˆ ๐’ซ โ„• )
14 13 rgen2 โŠข โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘‘ โˆˆ โ„• ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โˆˆ ๐’ซ โ„•
15 eqid โŠข ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) )
16 15 fmpo โŠข ( โˆ€ ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆ€ ๐‘‘ โˆˆ โ„• ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) โˆˆ ๐’ซ โ„• โ†” ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„• )
17 14 16 mpbi โŠข ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„•
18 vdwapfval โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( AP โ€˜ ๐พ ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) ) )
19 18 feq1d โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( ( AP โ€˜ ๐พ ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„• โ†” ( ๐‘Ž โˆˆ โ„• , ๐‘‘ โˆˆ โ„• โ†ฆ ran ( ๐‘š โˆˆ ( 0 ... ( ๐พ โˆ’ 1 ) ) โ†ฆ ( ๐‘Ž + ( ๐‘š ยท ๐‘‘ ) ) ) ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„• ) )
20 17 19 mpbiri โŠข ( ๐พ โˆˆ โ„•0 โ†’ ( AP โ€˜ ๐พ ) : ( โ„• ร— โ„• ) โŸถ ๐’ซ โ„• )