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Theorem ulmshftlem 23344
Description: Lemma for ulmshft 23345. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ulmshft.z  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
ulmshft.w  |-  W  =  ( ZZ>= `  ( M  +  K ) )
ulmshft.m  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
ulmshft.k  |-  ( ph  ->  K  e.  ZZ )
ulmshft.f  |-  ( ph  ->  F : Z --> ( CC 
^m  S ) )
ulmshft.h  |-  ( ph  ->  H  =  ( n  e.  W  |->  ( F `
 ( n  -  K ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
ulmshftlem  |-  ( ph  ->  ( F ( ~~> u `  S ) G  ->  H ( ~~> u `  S ) G ) )
Distinct variable groups:    ph, n    n, W    n, F    n, K    S, n
Allowed substitution hints:    G( n)    H( n)    M( n)    Z( n)

Proof of Theorem ulmshftlem
Dummy variables  i 
j  k  m  x  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ulmshft.z . . . . . 6  |-  Z  =  ( ZZ>= `  M )
2 ulmshft.m . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  e.  ZZ )
32ad2antrr 732 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  M  e.  ZZ )
4 ulmshft.f . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  F : Z --> ( CC 
^m  S ) )
54ad2antrr 732 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  F : Z --> ( CC 
^m  S ) )
6 eqidd 2452 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  ( m  e.  Z  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( F `  m ) `  z
)  =  ( ( F `  m ) `
 z ) )
7 eqidd 2452 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  z  e.  S
)  ->  ( G `  z )  =  ( G `  z ) )
8 simplr 762 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  F ( ~~> u `  S ) G )
9 simpr 463 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  x  e.  RR+ )
101, 3, 5, 6, 7, 8, 9ulmi 23341 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  E. i  e.  Z  A. m  e.  ( ZZ>=
`  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  m ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x
)
11 simpr 463 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  i  e.  Z )
1211, 1syl6eleq 2539 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  i  e.  ( ZZ>= `  M )
)
13 ulmshft.k . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  K  e.  ZZ )
1413ad3antrrr 736 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  K  e.  ZZ )
15 eluzadd 11187 . . . . . . . . 9  |-  ( ( i  e.  ( ZZ>= `  M )  /\  K  e.  ZZ )  ->  (
i  +  K )  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  K )
) )
1612, 14, 15syl2anc 667 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  ( i  +  K )  e.  (
ZZ>= `  ( M  +  K ) ) )
17 ulmshft.w . . . . . . . 8  |-  W  =  ( ZZ>= `  ( M  +  K ) )
1816, 17syl6eleqr 2540 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  ( i  +  K )  e.  W
)
19 eluzelz 11168 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( i  e.  ( ZZ>= `  M
)  ->  i  e.  ZZ )
2012, 19syl 17 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  i  e.  ZZ )
2120adantr 467 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  i  e.  ZZ )
2213adantr 467 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  K  e.  ZZ )
2322ad3antrrr 736 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  K  e.  ZZ )
24 simpr 463 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  k  e.  (
ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )
25 eluzsub 11188 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( i  e.  ZZ  /\  K  e.  ZZ  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  ( k  -  K )  e.  (
ZZ>= `  i ) )
2621, 23, 24, 25syl3anc 1268 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  ( k  -  K )  e.  (
ZZ>= `  i ) )
27 fveq2 5865 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  ( F `  m )  =  ( F `  ( k  -  K
) ) )
2827fveq1d 5867 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  (
( F `  m
) `  z )  =  ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z ) )
2928oveq1d 6305 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  (
( ( F `  m ) `  z
)  -  ( G `
 z ) )  =  ( ( ( F `  ( k  -  K ) ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )
3029fveq2d 5869 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  ( abs `  ( ( ( F `  m ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  =  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) ) )
3130breq1d 4412 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  (
( abs `  (
( ( F `  m ) `  z
)  -  ( G `
 z ) ) )  <  x  <->  ( abs `  ( ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x
) )
3231ralbidv 2827 . . . . . . . . . 10  |-  ( m  =  ( k  -  K )  ->  ( A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  m
) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x  <->  A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x
) )
3332rspcv 3146 . . . . . . . . 9  |-  ( ( k  -  K )  e.  ( ZZ>= `  i
)  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 m ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x  ->  A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x ) )
3426, 33syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  /\  k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  m
) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x  ->  A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x
) )
3534ralrimdva 2806 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 m ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x  ->  A. k  e.  (
ZZ>= `  ( i  +  K ) ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  ( k  -  K ) ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x
) )
36 fveq2 5865 . . . . . . . . 9  |-  ( j  =  ( i  +  K )  ->  ( ZZ>=
`  j )  =  ( ZZ>= `  ( i  +  K ) ) )
3736raleqdv 2993 . . . . . . . 8  |-  ( j  =  ( i  +  K )  ->  ( A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  ( k  -  K ) ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x  <->  A. k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K
) ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x
) )
3837rspcev 3150 . . . . . . 7  |-  ( ( ( i  +  K
)  e.  W  /\  A. k  e.  ( ZZ>= `  ( i  +  K
) ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x
)  ->  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x )
3918, 35, 38syl6an 548 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  /\  x  e.  RR+ )  /\  i  e.  Z
)  ->  ( A. m  e.  ( ZZ>= `  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `
 m ) `  z )  -  ( G `  z )
) )  <  x  ->  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  ( k  -  K ) ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x
) )
4039rexlimdva 2879 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  -> 
( E. i  e.  Z  A. m  e.  ( ZZ>= `  i ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  m
) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x  ->  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x ) )
4110, 40mpd 15 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  x  e.  RR+ )  ->  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>=
`  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  ( k  -  K ) ) `
 z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x
)
4241ralrimiva 2802 . . 3  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x )
432, 13zaddcld 11044 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( M  +  K
)  e.  ZZ )
4443adantr 467 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  ( M  +  K )  e.  ZZ )
454adantr 467 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  F : Z --> ( CC  ^m  S ) )
462adantr 467 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  M  e.  ZZ )
4713adantr 467 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  K  e.  ZZ )
48 simpr 463 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  n  e.  W )
4948, 17syl6eleq 2539 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  n  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  K ) ) )
50 eluzsub 11188 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  K  e.  ZZ  /\  n  e.  ( ZZ>= `  ( M  +  K ) ) )  ->  ( n  -  K )  e.  (
ZZ>= `  M ) )
5146, 47, 49, 50syl3anc 1268 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  (
n  -  K )  e.  ( ZZ>= `  M
) )
5251, 1syl6eleqr 2540 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  (
n  -  K )  e.  Z )
5345, 52ffvelrnd 6023 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  n  e.  W )  ->  ( F `  ( n  -  K ) )  e.  ( CC  ^m  S
) )
54 eqid 2451 . . . . . . 7  |-  ( n  e.  W  |->  ( F `
 ( n  -  K ) ) )  =  ( n  e.  W  |->  ( F `  ( n  -  K
) ) )
5553, 54fmptd 6046 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( n  e.  W  |->  ( F `  (
n  -  K ) ) ) : W --> ( CC  ^m  S ) )
56 ulmshft.h . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  H  =  ( n  e.  W  |->  ( F `
 ( n  -  K ) ) ) )
5756feq1d 5714 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( H : W --> ( CC  ^m  S )  <-> 
( n  e.  W  |->  ( F `  (
n  -  K ) ) ) : W --> ( CC  ^m  S ) ) )
5855, 57mpbird 236 . . . . 5  |-  ( ph  ->  H : W --> ( CC 
^m  S ) )
5958adantr 467 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  H : W --> ( CC  ^m  S ) )
6056ad2antrr 732 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  ( k  e.  W  /\  z  e.  S
) )  ->  H  =  ( n  e.  W  |->  ( F `  ( n  -  K
) ) ) )
6160fveq1d 5867 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  ( k  e.  W  /\  z  e.  S
) )  ->  ( H `  k )  =  ( ( n  e.  W  |->  ( F `
 ( n  -  K ) ) ) `
 k ) )
62 oveq1 6297 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  k  ->  (
n  -  K )  =  ( k  -  K ) )
6362fveq2d 5869 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  k  ->  ( F `  ( n  -  K ) )  =  ( F `  (
k  -  K ) ) )
64 fvex 5875 . . . . . . . 8  |-  ( F `
 ( k  -  K ) )  e. 
_V
6563, 54, 64fvmpt 5948 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  W  ->  (
( n  e.  W  |->  ( F `  (
n  -  K ) ) ) `  k
)  =  ( F `
 ( k  -  K ) ) )
6665ad2antrl 734 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  ( k  e.  W  /\  z  e.  S
) )  ->  (
( n  e.  W  |->  ( F `  (
n  -  K ) ) ) `  k
)  =  ( F `
 ( k  -  K ) ) )
6761, 66eqtrd 2485 . . . . 5  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  ( k  e.  W  /\  z  e.  S
) )  ->  ( H `  k )  =  ( F `  ( k  -  K
) ) )
6867fveq1d 5867 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  ( k  e.  W  /\  z  e.  S
) )  ->  (
( H `  k
) `  z )  =  ( ( F `
 ( k  -  K ) ) `  z ) )
69 eqidd 2452 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  F
( ~~> u `  S
) G )  /\  z  e.  S )  ->  ( G `  z
)  =  ( G `
 z ) )
70 ulmcl 23336 . . . . 5  |-  ( F ( ~~> u `  S
) G  ->  G : S --> CC )
7170adantl 468 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  G : S --> CC )
72 ulmscl 23334 . . . . 5  |-  ( F ( ~~> u `  S
) G  ->  S  e.  _V )
7372adantl 468 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  S  e.  _V )
7417, 44, 59, 68, 69, 71, 73ulm2 23340 . . 3  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  ( H ( ~~> u `  S ) G  <->  A. x  e.  RR+  E. j  e.  W  A. k  e.  ( ZZ>= `  j ) A. z  e.  S  ( abs `  ( ( ( F `  (
k  -  K ) ) `  z )  -  ( G `  z ) ) )  <  x ) )
7542, 74mpbird 236 . 2  |-  ( (
ph  /\  F ( ~~> u `  S ) G )  ->  H
( ~~> u `  S
) G )
7675ex 436 1  |-  ( ph  ->  ( F ( ~~> u `  S ) G  ->  H ( ~~> u `  S ) G ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 371    = wceq 1444    e. wcel 1887   A.wral 2737   E.wrex 2738   _Vcvv 3045   class class class wbr 4402    |-> cmpt 4461   -->wf 5578   ` cfv 5582  (class class class)co 6290    ^m cmap 7472   CCcc 9537    + caddc 9542    < clt 9675    - cmin 9860   ZZcz 10937   ZZ>=cuz 11159   RR+crp 11302   abscabs 13297   ~~> uculm 23331
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1669  ax-4 1682  ax-5 1758  ax-6 1805  ax-7 1851  ax-8 1889  ax-9 1896  ax-10 1915  ax-11 1920  ax-12 1933  ax-13 2091  ax-ext 2431  ax-rep 4515  ax-sep 4525  ax-nul 4534  ax-pow 4581  ax-pr 4639  ax-un 6583  ax-cnex 9595  ax-resscn 9596  ax-1cn 9597  ax-icn 9598  ax-addcl 9599  ax-addrcl 9600  ax-mulcl 9601  ax-mulrcl 9602  ax-mulcom 9603  ax-addass 9604  ax-mulass 9605  ax-distr 9606  ax-i2m1 9607  ax-1ne0 9608  ax-1rid 9609  ax-rnegex 9610  ax-rrecex 9611  ax-cnre 9612  ax-pre-lttri 9613  ax-pre-lttrn 9614  ax-pre-ltadd 9615  ax-pre-mulgt0 9616
This theorem depends on definitions:  df-bi 189  df-or 372  df-an 373  df-3or 986  df-3an 987  df-tru 1447  df-ex 1664  df-nf 1668  df-sb 1798  df-eu 2303  df-mo 2304  df-clab 2438  df-cleq 2444  df-clel 2447  df-nfc 2581  df-ne 2624  df-nel 2625  df-ral 2742  df-rex 2743  df-reu 2744  df-rab 2746  df-v 3047  df-sbc 3268  df-csb 3364  df-dif 3407  df-un 3409  df-in 3411  df-ss 3418  df-pss 3420  df-nul 3732  df-if 3882  df-pw 3953  df-sn 3969  df-pr 3971  df-tp 3973  df-op 3975  df-uni 4199  df-iun 4280  df-br 4403  df-opab 4462  df-mpt 4463  df-tr 4498  df-eprel 4745  df-id 4749  df-po 4755  df-so 4756  df-fr 4793  df-we 4795  df-xp 4840  df-rel 4841  df-cnv 4842  df-co 4843  df-dm 4844  df-rn 4845  df-res 4846  df-ima 4847  df-pred 5380  df-ord 5426  df-on 5427  df-lim 5428  df-suc 5429  df-iota 5546  df-fun 5584  df-fn 5585  df-f 5586  df-f1 5587  df-fo 5588  df-f1o 5589  df-fv 5590  df-riota 6252  df-ov 6293  df-oprab 6294  df-mpt2 6295  df-om 6693  df-wrecs 7028  df-recs 7090  df-rdg 7128  df-er 7363  df-map 7474  df-pm 7475  df-en 7570  df-dom 7571  df-sdom 7572  df-pnf 9677  df-mnf 9678  df-xr 9679  df-ltxr 9680  df-le 9681  df-sub 9862  df-neg 9863  df-nn 10610  df-n0 10870  df-z 10938  df-uz 11160  df-ulm 23332
This theorem is referenced by:  ulmshft  23345
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