Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cshco Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cshco 13433
 Description: Mapping of words commutes with the "cyclical shift" operation. (Contributed by AV, 12-Nov-2018.)
Assertion
Ref Expression
cshco ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁)) = ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁))

Proof of Theorem cshco
Dummy variable 𝑖 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ffn 5958 . . . 4 (𝐹:𝐴𝐵𝐹 Fn 𝐴)
213ad2ant3 1077 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → 𝐹 Fn 𝐴)
3 cshwfn 13398 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ) → (𝑊 cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊)))
433adant3 1074 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝑊 cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊)))
5 cshwrn 13399 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ) → ran (𝑊 cyclShift 𝑁) ⊆ 𝐴)
653adant3 1074 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ran (𝑊 cyclShift 𝑁) ⊆ 𝐴)
7 fnco 5913 . . 3 ((𝐹 Fn 𝐴 ∧ (𝑊 cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊)) ∧ ran (𝑊 cyclShift 𝑁) ⊆ 𝐴) → (𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁)) Fn (0..^(#‘𝑊)))
82, 4, 6, 7syl3anc 1318 . 2 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁)) Fn (0..^(#‘𝑊)))
9 wrdco 13428 . . . . 5 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝐹:𝐴𝐵) → (𝐹𝑊) ∈ Word 𝐵)
1093adant2 1073 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝐹𝑊) ∈ Word 𝐵)
11 simp2 1055 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → 𝑁 ∈ ℤ)
12 cshwfn 13398 . . . 4 (((𝐹𝑊) ∈ Word 𝐵𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘(𝐹𝑊))))
1310, 11, 12syl2anc 691 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘(𝐹𝑊))))
14 lenco 13429 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝐹:𝐴𝐵) → (#‘(𝐹𝑊)) = (#‘𝑊))
15143adant2 1073 . . . . 5 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (#‘(𝐹𝑊)) = (#‘𝑊))
1615oveq2d 6565 . . . 4 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (0..^(#‘(𝐹𝑊))) = (0..^(#‘𝑊)))
1716fneq2d 5896 . . 3 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘(𝐹𝑊))) ↔ ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊))))
1813, 17mpbid 221 . 2 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊)))
1915adantr 480 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (#‘(𝐹𝑊)) = (#‘𝑊))
2019oveq2d 6565 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) = ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)))
2120fveq2d 6107 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))) = (𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊))))
2221fveq2d 6107 . . . 4 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))))) = (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)))))
23 wrdfn 13174 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ Word 𝐴𝑊 Fn (0..^(#‘𝑊)))
24233ad2ant1 1075 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → 𝑊 Fn (0..^(#‘𝑊)))
2524adantr 480 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → 𝑊 Fn (0..^(#‘𝑊)))
26 elfzoelz 12339 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊)) → 𝑖 ∈ ℤ)
27 zaddcl 11294 . . . . . . . 8 ((𝑖 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑖 + 𝑁) ∈ ℤ)
2826, 11, 27syl2anr 494 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝑖 + 𝑁) ∈ ℤ)
29 elfzo0 12376 . . . . . . . . 9 (𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊)) ↔ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ (#‘𝑊) ∈ ℕ ∧ 𝑖 < (#‘𝑊)))
3029simp2bi 1070 . . . . . . . 8 (𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊)) → (#‘𝑊) ∈ ℕ)
3130adantl 481 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (#‘𝑊) ∈ ℕ)
32 zmodfzo 12555 . . . . . . 7 (((𝑖 + 𝑁) ∈ ℤ ∧ (#‘𝑊) ∈ ℕ) → ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)) ∈ (0..^(#‘𝑊)))
3328, 31, 32syl2anc 691 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)) ∈ (0..^(#‘𝑊)))
3415oveq2d 6565 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) = ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)))
3534eleq1d 2672 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) ∈ (0..^(#‘𝑊)) ↔ ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)) ∈ (0..^(#‘𝑊))))
3635adantr 480 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) ∈ (0..^(#‘𝑊)) ↔ ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)) ∈ (0..^(#‘𝑊))))
3733, 36mpbird 246 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) ∈ (0..^(#‘𝑊)))
38 fvco2 6183 . . . . 5 ((𝑊 Fn (0..^(#‘𝑊)) ∧ ((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))) ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝐹𝑊)‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))) = (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))))))
3925, 37, 38syl2anc 691 . . . 4 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝐹𝑊)‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))) = (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊))))))
40 simpl1 1057 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → 𝑊 ∈ Word 𝐴)
4111adantr 480 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → 𝑁 ∈ ℤ)
42 simpr 476 . . . . 5 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊)))
43 cshwidxmod 13400 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖) = (𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊))))
4443fveq2d 6107 . . . . 5 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝐹‘((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖)) = (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)))))
4540, 41, 42, 44syl3anc 1318 . . . 4 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝐹‘((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖)) = (𝐹‘(𝑊‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘𝑊)))))
4622, 39, 453eqtr4rd 2655 . . 3 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝐹‘((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖)) = ((𝐹𝑊)‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))))
47 fvco2 6183 . . . 4 (((𝑊 cyclShift 𝑁) Fn (0..^(#‘𝑊)) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁))‘𝑖) = (𝐹‘((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖)))
484, 47sylan 487 . . 3 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁))‘𝑖) = (𝐹‘((𝑊 cyclShift 𝑁)‘𝑖)))
4910adantr 480 . . . 4 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (𝐹𝑊) ∈ Word 𝐵)
5015eqcomd 2616 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (#‘𝑊) = (#‘(𝐹𝑊)))
5150oveq2d 6565 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (0..^(#‘𝑊)) = (0..^(#‘(𝐹𝑊))))
5251eleq2d 2673 . . . . 5 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊)) ↔ 𝑖 ∈ (0..^(#‘(𝐹𝑊)))))
5352biimpa 500 . . . 4 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → 𝑖 ∈ (0..^(#‘(𝐹𝑊))))
54 cshwidxmod 13400 . . . 4 (((𝐹𝑊) ∈ Word 𝐵𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘(𝐹𝑊)))) → (((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁)‘𝑖) = ((𝐹𝑊)‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))))
5549, 41, 53, 54syl3anc 1318 . . 3 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → (((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁)‘𝑖) = ((𝐹𝑊)‘((𝑖 + 𝑁) mod (#‘(𝐹𝑊)))))
5646, 48, 553eqtr4d 2654 . 2 (((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (0..^(#‘𝑊))) → ((𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁))‘𝑖) = (((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁)‘𝑖))
578, 18, 56eqfnfvd 6222 1 ((𝑊 ∈ Word 𝐴𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐹:𝐴𝐵) → (𝐹 ∘ (𝑊 cyclShift 𝑁)) = ((𝐹𝑊) cyclShift 𝑁))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ⊆ wss 3540   class class class wbr 4583  ran crn 5039   ∘ ccom 5042   Fn wfn 5799  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  0cc0 9815   + caddc 9818   < clt 9953  ℕcn 10897  ℕ0cn0 11169  ℤcz 11254  ..^cfzo 12334   mod cmo 12530  #chash 12979  Word cword 13146   cyclShift ccsh 13385 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-hash 12980  df-word 13154  df-concat 13156  df-substr 13158  df-csh 13386 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator