ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ialginv GIF version

Theorem ialginv 9859
Description: If 𝐼 is an invariant of 𝐹, its value is unchanged after any number of iterations of 𝐹. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.)
Hypotheses
Ref Expression
alginv.1 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}), 𝑆)
alginv.2 𝐹:𝑆𝑆
alginv.3 𝐼 Fn 𝑆
alginv.4 (𝑥𝑆 → (𝐼‘(𝐹𝑥)) = (𝐼𝑥))
alginv.s 𝑆𝑉
Assertion
Ref Expression
ialginv ((𝐴𝑆𝐾 ∈ ℕ0) → (𝐼‘(𝑅𝐾)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐹   𝑥,𝐼   𝑥,𝑅   𝑥,𝑆
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥)   𝐾(𝑥)   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem ialginv
Dummy variables 𝑧 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 5178 . . . . . 6 (𝑧 = 0 → (𝑅𝑧) = (𝑅‘0))
21fveq2d 5182 . . . . 5 (𝑧 = 0 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))
32eqeq1d 2048 . . . 4 (𝑧 = 0 → ((𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) ↔ (𝐼‘(𝑅‘0)) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
43imbi2d 219 . . 3 (𝑧 = 0 → ((𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0))) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅‘0)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
5 fveq2 5178 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑘 → (𝑅𝑧) = (𝑅𝑘))
65fveq2d 5182 . . . . 5 (𝑧 = 𝑘 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅𝑘)))
76eqeq1d 2048 . . . 4 (𝑧 = 𝑘 → ((𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) ↔ (𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
87imbi2d 219 . . 3 (𝑧 = 𝑘 → ((𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0))) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
9 fveq2 5178 . . . . . 6 (𝑧 = (𝑘 + 1) → (𝑅𝑧) = (𝑅‘(𝑘 + 1)))
109fveq2d 5182 . . . . 5 (𝑧 = (𝑘 + 1) → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))))
1110eqeq1d 2048 . . . 4 (𝑧 = (𝑘 + 1) → ((𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) ↔ (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
1211imbi2d 219 . . 3 (𝑧 = (𝑘 + 1) → ((𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0))) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
13 fveq2 5178 . . . . . 6 (𝑧 = 𝐾 → (𝑅𝑧) = (𝑅𝐾))
1413fveq2d 5182 . . . . 5 (𝑧 = 𝐾 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅𝐾)))
1514eqeq1d 2048 . . . 4 (𝑧 = 𝐾 → ((𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) ↔ (𝐼‘(𝑅𝐾)) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
1615imbi2d 219 . . 3 (𝑧 = 𝐾 → ((𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑧)) = (𝐼‘(𝑅‘0))) ↔ (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝐾)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
17 eqidd 2041 . . 3 (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅‘0)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))
18 nn0uz 8505 . . . . . . . . . 10 0 = (ℤ‘0)
19 alginv.1 . . . . . . . . . 10 𝑅 = seq0((𝐹 ∘ 1st ), (ℕ0 × {𝐴}), 𝑆)
20 0zd 8255 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑆 → 0 ∈ ℤ)
21 id 19 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑆𝐴𝑆)
22 alginv.2 . . . . . . . . . . 11 𝐹:𝑆𝑆
2322a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑆𝐹:𝑆𝑆)
24 alginv.s . . . . . . . . . . 11 𝑆𝑉
2524a1i 9 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑆𝑆𝑉)
2618, 19, 20, 21, 23, 25ialgrp1 9858 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅‘(𝑘 + 1)) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
2726fveq2d 5182 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝐹‘(𝑅𝑘))))
2818, 19, 20, 21, 23, 25ialgrf 9857 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑆𝑅:ℕ0𝑆)
2928ffvelrnda 5302 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝑅𝑘) ∈ 𝑆)
30 fveq2 5178 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑅𝑘) → (𝐹𝑥) = (𝐹‘(𝑅𝑘)))
3130fveq2d 5182 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑅𝑘) → (𝐼‘(𝐹𝑥)) = (𝐼‘(𝐹‘(𝑅𝑘))))
32 fveq2 5178 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑅𝑘) → (𝐼𝑥) = (𝐼‘(𝑅𝑘)))
3331, 32eqeq12d 2054 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝑅𝑘) → ((𝐼‘(𝐹𝑥)) = (𝐼𝑥) ↔ (𝐼‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = (𝐼‘(𝑅𝑘))))
34 alginv.4 . . . . . . . . . 10 (𝑥𝑆 → (𝐼‘(𝐹𝑥)) = (𝐼𝑥))
3533, 34vtoclga 2619 . . . . . . . . 9 ((𝑅𝑘) ∈ 𝑆 → (𝐼‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = (𝐼‘(𝑅𝑘)))
3629, 35syl 14 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼‘(𝐹‘(𝑅𝑘))) = (𝐼‘(𝑅𝑘)))
3727, 36eqtrd 2072 . . . . . . 7 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅𝑘)))
3837eqeq1d 2048 . . . . . 6 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0)) ↔ (𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
3938biimprd 147 . . . . 5 ((𝐴𝑆𝑘 ∈ ℕ0) → ((𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
4039expcom 109 . . . 4 (𝑘 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 → ((𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0)) → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
4140a2d 23 . . 3 (𝑘 ∈ ℕ0 → ((𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝑘)) = (𝐼‘(𝑅‘0))) → (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅‘(𝑘 + 1))) = (𝐼‘(𝑅‘0)))))
424, 8, 12, 16, 17, 41nn0ind 8350 . 2 (𝐾 ∈ ℕ0 → (𝐴𝑆 → (𝐼‘(𝑅𝐾)) = (𝐼‘(𝑅‘0))))
4342impcom 116 1 ((𝐴𝑆𝐾 ∈ ℕ0) → (𝐼‘(𝑅𝐾)) = (𝐼‘(𝑅‘0)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 97   = wceq 1243  wcel 1393  {csn 3375   × cxp 4343  ccom 4349   Fn wfn 4897  wf 4898  cfv 4902  (class class class)co 5512  1st c1st 5765  0cc0 6887  1c1 6888   + caddc 6890  0cn0 8179  seqcseq 9185
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-coll 3872  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262  ax-iinf 4311  ax-cnex 6973  ax-resscn 6974  ax-1cn 6975  ax-1re 6976  ax-icn 6977  ax-addcl 6978  ax-addrcl 6979  ax-mulcl 6980  ax-addcom 6982  ax-addass 6984  ax-distr 6986  ax-i2m1 6987  ax-0id 6990  ax-rnegex 6991  ax-cnre 6993  ax-pre-ltirr 6994  ax-pre-ltwlin 6995  ax-pre-lttrn 6996  ax-pre-ltadd 6998
This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-dc 743  df-3or 886  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ne 2206  df-nel 2207  df-ral 2311  df-rex 2312  df-reu 2313  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-int 3616  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-eprel 4026  df-id 4030  df-po 4033  df-iso 4034  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-iom 4314  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-rn 4356  df-res 4357  df-ima 4358  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-f 4906  df-f1 4907  df-fo 4908  df-f1o 4909  df-fv 4910  df-riota 5468  df-ov 5515  df-oprab 5516  df-mpt2 5517  df-1st 5767  df-2nd 5768  df-recs 5920  df-irdg 5957  df-frec 5978  df-1o 6001  df-2o 6002  df-oadd 6005  df-omul 6006  df-er 6106  df-ec 6108  df-qs 6112  df-ni 6400  df-pli 6401  df-mi 6402  df-lti 6403  df-plpq 6440  df-mpq 6441  df-enq 6443  df-nqqs 6444  df-plqqs 6445  df-mqqs 6446  df-1nqqs 6447  df-rq 6448  df-ltnqqs 6449  df-enq0 6520  df-nq0 6521  df-0nq0 6522  df-plq0 6523  df-mq0 6524  df-inp 6562  df-i1p 6563  df-iplp 6564  df-iltp 6566  df-enr 6809  df-nr 6810  df-ltr 6813  df-0r 6814  df-1r 6815  df-0 6894  df-1 6895  df-r 6897  df-lt 6900  df-pnf 7060  df-mnf 7061  df-xr 7062  df-ltxr 7063  df-le 7064  df-sub 7182  df-neg 7183  df-inn 7913  df-n0 8180  df-z 8244  df-uz 8472  df-iseq 9186
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator