Metamath Proof Explorer


Theorem seqof

Description: Distribute function operation through a sequence. Note that G ( z ) is an implicit function on z . (Contributed by Mario Carneiro, 3-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses seqof.1 ⊢ φ → A ∈ V
seqof.2 ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
seqof.3 ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x = z ∈ A ⟼ G ⁡ x
Assertion seqof ⊢ φ → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = z ∈ A ⟼ seq M + ˙ G ⁡ N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 seqof.1 ⊢ φ → A ∈ V
2 seqof.2 ⊢ φ → N ∈ ℤ ≥ M
3 seqof.3 ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x = z ∈ A ⟼ G ⁡ x
4 fvex ⊢ G ⁡ x ∈ V
5 4 rgenw ⊢ ∀ z ∈ A G ⁡ x ∈ V
6 eqid ⊢ z ∈ A ⟼ G ⁡ x = z ∈ A ⟼ G ⁡ x
7 6 fnmpt ⊢ ∀ z ∈ A G ⁡ x ∈ V → z ∈ A ⟼ G ⁡ x Fn A
8 5 7 mp1i ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → z ∈ A ⟼ G ⁡ x Fn A
9 3 fneq1d ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x Fn A ↔ z ∈ A ⟼ G ⁡ x Fn A
10 8 9 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x Fn A
11 fvex ⊢ F ⁡ x ∈ V
12 fneq1 ⊢ z = F ⁡ x → z Fn A ↔ F ⁡ x Fn A
13 11 12 elab ⊢ F ⁡ x ∈ z | z Fn A ↔ F ⁡ x Fn A
14 10 13 sylibr ⊢ φ ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x ∈ z | z Fn A
15 simprl ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A → x Fn A
16 simprr ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A → y Fn A
17 1 adantr ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A → A ∈ V
18 inidm ⊢ A ∩ A = A
19 15 16 17 17 18 offn ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A → x + ˙ f y Fn A
20 19 ex ⊢ φ → x Fn A ∧ y Fn A → x + ˙ f y Fn A
21 vex ⊢ x ∈ V
22 fneq1 ⊢ z = x → z Fn A ↔ x Fn A
23 21 22 elab ⊢ x ∈ z | z Fn A ↔ x Fn A
24 vex ⊢ y ∈ V
25 fneq1 ⊢ z = y → z Fn A ↔ y Fn A
26 24 25 elab ⊢ y ∈ z | z Fn A ↔ y Fn A
27 23 26 anbi12i ⊢ x ∈ z | z Fn A ∧ y ∈ z | z Fn A ↔ x Fn A ∧ y Fn A
28 ovex ⊢ x + ˙ f y ∈ V
29 fneq1 ⊢ z = x + ˙ f y → z Fn A ↔ x + ˙ f y Fn A
30 28 29 elab ⊢ x + ˙ f y ∈ z | z Fn A ↔ x + ˙ f y Fn A
31 20 27 30 3imtr4g ⊢ φ → x ∈ z | z Fn A ∧ y ∈ z | z Fn A → x + ˙ f y ∈ z | z Fn A
32 31 imp ⊢ φ ∧ x ∈ z | z Fn A ∧ y ∈ z | z Fn A → x + ˙ f y ∈ z | z Fn A
33 2 14 32 seqcl ⊢ φ → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ∈ z | z Fn A
34 fvex ⊢ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ∈ V
35 fneq1 ⊢ z = seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N → z Fn A ↔ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N Fn A
36 34 35 elab ⊢ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ∈ z | z Fn A ↔ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N Fn A
37 33 36 sylib ⊢ φ → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N Fn A
38 dffn5 ⊢ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N Fn A ↔ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = z ∈ A ⟼ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z
39 37 38 sylib ⊢ φ → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = z ∈ A ⟼ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z
40 fveq1 ⊢ w = seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N → w ⁡ z = seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z
41 eqid ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z = w ∈ V ⟼ w ⁡ z
42 fvex ⊢ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z ∈ V
43 40 41 42 fvmpt ⊢ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ∈ V → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z
44 34 43 mp1i ⊢ φ ∧ z ∈ A → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z
45 32 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ z | z Fn A ∧ y ∈ z | z Fn A → x + ˙ f y ∈ z | z Fn A
46 14 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x ∈ z | z Fn A
47 2 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ A → N ∈ ℤ ≥ M
48 eqidd ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A ∧ z ∈ A → x ⁡ z = x ⁡ z
49 eqidd ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A ∧ z ∈ A → y ⁡ z = y ⁡ z
50 15 16 17 17 18 48 49 ofval ⊢ φ ∧ x Fn A ∧ y Fn A ∧ z ∈ A → x + ˙ f y ⁡ z = x ⁡ z + ˙ y ⁡ z
51 50 an32s ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x Fn A ∧ y Fn A → x + ˙ f y ⁡ z = x ⁡ z + ˙ y ⁡ z
52 fveq1 ⊢ w = x + ˙ f y → w ⁡ z = x + ˙ f y ⁡ z
53 fvex ⊢ x + ˙ f y ⁡ z ∈ V
54 52 41 53 fvmpt ⊢ x + ˙ f y ∈ V → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ f y = x + ˙ f y ⁡ z
55 28 54 ax-mp ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ f y = x + ˙ f y ⁡ z
56 fveq1 ⊢ w = x → w ⁡ z = x ⁡ z
57 fvex ⊢ x ⁡ z ∈ V
58 56 41 57 fvmpt ⊢ x ∈ V → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x = x ⁡ z
59 58 elv ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x = x ⁡ z
60 fveq1 ⊢ w = y → w ⁡ z = y ⁡ z
61 fvex ⊢ y ⁡ z ∈ V
62 60 41 61 fvmpt ⊢ y ∈ V → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ y = y ⁡ z
63 62 elv ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ y = y ⁡ z
64 59 63 oveq12i ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ y = x ⁡ z + ˙ y ⁡ z
65 51 55 64 3eqtr4g ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x Fn A ∧ y Fn A → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ f y = w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ y
66 27 65 sylan2b ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ z | z Fn A ∧ y ∈ z | z Fn A → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ f y = w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ x + ˙ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ y
67 fveq1 ⊢ w = F ⁡ x → w ⁡ z = F ⁡ x ⁡ z
68 fvex ⊢ F ⁡ x ⁡ z ∈ V
69 67 41 68 fvmpt ⊢ F ⁡ x ∈ V → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ F ⁡ x = F ⁡ x ⁡ z
70 11 69 ax-mp ⊢ w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ F ⁡ x = F ⁡ x ⁡ z
71 3 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x = z ∈ A ⟼ G ⁡ x
72 71 fveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x ⁡ z = z ∈ A ⟼ G ⁡ x ⁡ z
73 simplr ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → z ∈ A
74 6 fvmpt2 ⊢ z ∈ A ∧ G ⁡ x ∈ V → z ∈ A ⟼ G ⁡ x ⁡ z = G ⁡ x
75 73 4 74 sylancl ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → z ∈ A ⟼ G ⁡ x ⁡ z = G ⁡ x
76 72 75 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → F ⁡ x ⁡ z = G ⁡ x
77 70 76 eqtrid ⊢ φ ∧ z ∈ A ∧ x ∈ M … N → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ F ⁡ x = G ⁡ x
78 45 46 47 66 77 seqhomo ⊢ φ ∧ z ∈ A → w ∈ V ⟼ w ⁡ z ⁡ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = seq M + ˙ G ⁡ N
79 44 78 eqtr3d ⊢ φ ∧ z ∈ A → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z = seq M + ˙ G ⁡ N
80 79 mpteq2dva ⊢ φ → z ∈ A ⟼ seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N ⁡ z = z ∈ A ⟼ seq M + ˙ G ⁡ N
81 39 80 eqtrd ⊢ φ → seq M ∘ f ⁡ + ˙ F ⁡ N = z ∈ A ⟼ seq M + ˙ G ⁡ N