Metamath Proof Explorer


Theorem ulmshftlem

Description: Lemma for ulmshft . (Contributed by Mario Carneiro, 24-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses ulmshft.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
ulmshft.w ⊢ W = ℤ ≥ M + K
ulmshft.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
ulmshft.k ⊢ φ → K ∈ ℤ
ulmshft.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ S
ulmshft.h ⊢ φ → H = n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K
Assertion ulmshftlem ⊢ φ → F ⇝u ⁡ S G → H ⇝u ⁡ S G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ulmshft.z ⊢ Z = ℤ ≥ M
2 ulmshft.w ⊢ W = ℤ ≥ M + K
3 ulmshft.m ⊢ φ → M ∈ ℤ
4 ulmshft.k ⊢ φ → K ∈ ℤ
5 ulmshft.f ⊢ φ → F : Z ⟶ ℂ S
6 ulmshft.h ⊢ φ → H = n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K
7 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → M ∈ ℤ
8 5 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → F : Z ⟶ ℂ S
9 eqidd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ m ∈ Z ∧ z ∈ S → F ⁡ m ⁡ z = F ⁡ m ⁡ z
10 eqidd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ z ∈ S → G ⁡ z = G ⁡ z
11 simplr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → F ⇝u ⁡ S G
12 simpr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → x ∈ ℝ +
13 1 7 8 9 10 11 12 ulmi ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → ∃ i ∈ Z ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x
14 simpr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → i ∈ Z
15 14 1 eleqtrdi ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → i ∈ ℤ ≥ M
16 4 ad3antrrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → K ∈ ℤ
17 eluzadd ⊢ i ∈ ℤ ≥ M ∧ K ∈ ℤ → i + K ∈ ℤ ≥ M + K
18 15 16 17 syl2anc ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → i + K ∈ ℤ ≥ M + K
19 18 2 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → i + K ∈ W
20 eluzelz ⊢ i ∈ ℤ ≥ M → i ∈ ℤ
21 15 20 syl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → i ∈ ℤ
22 21 adantr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → i ∈ ℤ
23 4 adantr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → K ∈ ℤ
24 23 ad3antrrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → K ∈ ℤ
25 simpr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → k ∈ ℤ ≥ i + K
26 eluzsub ⊢ i ∈ ℤ ∧ K ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → k − K ∈ ℤ ≥ i
27 22 24 25 26 syl3anc ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → k − K ∈ ℤ ≥ i
28 fveq2 ⊢ m = k − K → F ⁡ m = F ⁡ k − K
29 28 fveq1d ⊢ m = k − K → F ⁡ m ⁡ z = F ⁡ k − K ⁡ z
30 29 fvoveq1d ⊢ m = k − K → F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z = F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z
31 30 breq1d ⊢ m = k − K → F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x ↔ F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
32 31 ralbidv ⊢ m = k − K → ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x ↔ ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
33 32 rspcv ⊢ k − K ∈ ℤ ≥ i → ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x → ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
34 27 33 syl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z ∧ k ∈ ℤ ≥ i + K → ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x → ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
35 34 ralrimdva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x → ∀ k ∈ ℤ ≥ i + K ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
36 fveq2 ⊢ j = i + K → ℤ ≥ j = ℤ ≥ i + K
37 36 raleqdv ⊢ j = i + K → ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x ↔ ∀ k ∈ ℤ ≥ i + K ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
38 37 rspcev ⊢ i + K ∈ W ∧ ∀ k ∈ ℤ ≥ i + K ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x → ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
39 19 35 38 syl6an ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + ∧ i ∈ Z → ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x → ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
40 39 rexlimdva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → ∃ i ∈ Z ∀ m ∈ ℤ ≥ i ∀ z ∈ S F ⁡ m ⁡ z − G ⁡ z < x → ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
41 13 40 mpd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ x ∈ ℝ + → ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
42 41 ralrimiva ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
43 3 4 zaddcld ⊢ φ → M + K ∈ ℤ
44 43 adantr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → M + K ∈ ℤ
45 5 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ W → F : Z ⟶ ℂ S
46 3 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ W → M ∈ ℤ
47 4 adantr ⊢ φ ∧ n ∈ W → K ∈ ℤ
48 simpr ⊢ φ ∧ n ∈ W → n ∈ W
49 48 2 eleqtrdi ⊢ φ ∧ n ∈ W → n ∈ ℤ ≥ M + K
50 eluzsub ⊢ M ∈ ℤ ∧ K ∈ ℤ ∧ n ∈ ℤ ≥ M + K → n − K ∈ ℤ ≥ M
51 46 47 49 50 syl3anc ⊢ φ ∧ n ∈ W → n − K ∈ ℤ ≥ M
52 51 1 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ n ∈ W → n − K ∈ Z
53 45 52 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ n ∈ W → F ⁡ n − K ∈ ℂ S
54 6 53 fmpt3d ⊢ φ → H : W ⟶ ℂ S
55 54 adantr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → H : W ⟶ ℂ S
56 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ k ∈ W ∧ z ∈ S → H = n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K
57 56 fveq1d ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ k ∈ W ∧ z ∈ S → H ⁡ k = n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K ⁡ k
58 fvoveq1 ⊢ n = k → F ⁡ n − K = F ⁡ k − K
59 eqid ⊢ n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K = n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K
60 fvex ⊢ F ⁡ k − K ∈ V
61 58 59 60 fvmpt ⊢ k ∈ W → n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K ⁡ k = F ⁡ k − K
62 61 ad2antrl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ k ∈ W ∧ z ∈ S → n ∈ W ⟼ F ⁡ n − K ⁡ k = F ⁡ k − K
63 57 62 eqtrd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ k ∈ W ∧ z ∈ S → H ⁡ k = F ⁡ k − K
64 63 fveq1d ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ k ∈ W ∧ z ∈ S → H ⁡ k ⁡ z = F ⁡ k − K ⁡ z
65 eqidd ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G ∧ z ∈ S → G ⁡ z = G ⁡ z
66 ulmcl ⊢ F ⇝u ⁡ S G → G : S ⟶ ℂ
67 66 adantl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → G : S ⟶ ℂ
68 ulmscl ⊢ F ⇝u ⁡ S G → S ∈ V
69 68 adantl ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → S ∈ V
70 2 44 55 64 65 67 69 ulm2 ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → H ⇝u ⁡ S G ↔ ∀ x ∈ ℝ + ∃ j ∈ W ∀ k ∈ ℤ ≥ j ∀ z ∈ S F ⁡ k − K ⁡ z − G ⁡ z < x
71 42 70 mpbird ⊢ φ ∧ F ⇝u ⁡ S G → H ⇝u ⁡ S G
72 71 ex ⊢ φ → F ⇝u ⁡ S G → H ⇝u ⁡ S G