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Theorem relexp0 25134
Description: A relation composed zero times is the (restricted) identity. (Contributed by Drahflow, 12-Nov-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
relexp0.1  |-  ( ph  ->  Rel  R )
relexp0.2  |-  ( ph  ->  R  e.  _V )
Assertion
Ref Expression
relexp0  |-  ( ph  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) )

Proof of Theorem relexp0
Dummy variables  r  n  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 relexp0.2 . 2  |-  ( ph  ->  R  e.  _V )
2 uniexg 4709 . . 3  |-  ( R  e.  _V  ->  U. R  e.  _V )
3 uniexg 4709 . . . 4  |-  ( U. R  e.  _V  ->  U.
U. R  e.  _V )
4 resiexg 5191 . . . . 5  |-  ( U. U. R  e.  _V  ->  (  _I  |`  U. U. R
)  e.  _V )
5 eqidd 2439 . . . . . . 7  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  (
r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) )  =  ( r  e. 
_V ,  n  e. 
NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) ) )
6 simpl 445 . . . . . . . . 9  |-  ( ( r  =  R  /\  n  =  0 )  ->  r  =  R )
76adantl 454 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  (
r  =  R  /\  n  =  0 ) )  ->  r  =  R )
8 simprr 735 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) )  ->  n  = 
0 )
9 0z 10298 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  0  e.  ZZ
10 eqidd 2439 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  ->  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) )  =  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) )
11 eqidd 2439 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  /\  z  =  0 )  ->  (  _I  |`  U. U. R )  =  (  _I  |`  U. U. R
) )
12 c0ex 9090 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  0  e.  _V
1312a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  ->  0  e.  _V )
14 simpll 732 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  ->  (  _I  |` 
U. U. R )  e. 
_V )
1510, 11, 13, 14fvmptd 5813 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  ->  ( (
z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) `  0
)  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
169, 15seq1i 11342 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  ->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) ) `
 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
1716a1i 11 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  0  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) )  -> 
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) ` 
0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
18 eqeq1 2444 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( n  =  0  ->  (
n  =  0  <->  0  =  0 ) )
1918anbi2d 686 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  =  0  ->  (
( R  =  R  /\  n  =  0 )  <->  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) ) )
2019anbi2d 686 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  0  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) )  <->  ( (
(  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  0  =  0 ) ) ) )
21 fveq2 5731 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( n  =  0  ->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) ) `
 n )  =  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) ` 
0 ) )
2221eqeq1d 2446 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( n  =  0  ->  (
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) `  n )  =  (  _I  |`  U. U. R
)  <->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  R ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) ) `
 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) ) )
2317, 20, 223imtr4d 261 . . . . . . . . . . 11  |-  ( n  =  0  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) )  -> 
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) `  n )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
248, 23mpcom 35 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) )  ->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) ) `
 n )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
2524a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( r  =  R  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) )  -> 
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) `  n )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
26 eqeq1 2444 . . . . . . . . . . 11  |-  ( r  =  R  ->  (
r  =  R  <->  R  =  R ) )
2726anbi1d 687 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  R  ->  (
( r  =  R  /\  n  =  0 )  <->  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) ) )
2827anbi2d 686 . . . . . . . . 9  |-  ( r  =  R  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( r  =  R  /\  n  =  0 ) )  <->  ( (
(  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  ( R  =  R  /\  n  =  0 ) ) ) )
29 eqidd 2439 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( r  =  R  ->  0  =  0 )
30 eqidd 2439 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  =  R  ->  _V  =  _V )
31 coeq2 5034 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  =  R  ->  (
x  o.  r )  =  ( x  o.  R ) )
3230, 30, 31mpt2eq123dv 6139 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( r  =  R  ->  (
x  e.  _V , 
y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) )  =  ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R ) ) )
33 unieq 4026 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( r  =  R  ->  U. r  =  U. R )
3433unieqd 4028 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( r  =  R  ->  U. U. r  =  U. U. R
)
3534reseq2d 5149 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( r  =  R  ->  (  _I  |`  U. U. r
)  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
3635mpteq2dv 4299 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( r  =  R  ->  (
z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r
) )  =  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
3729, 32, 36seqeq123d 11337 . . . . . . . . . . 11  |-  ( r  =  R  ->  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) )  =  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) )
3837fveq1d 5733 . . . . . . . . . 10  |-  ( r  =  R  ->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n )  =  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  R
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) `  n ) )
3938eqeq1d 2446 . . . . . . . . 9  |-  ( r  =  R  ->  (
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r
) ) ) `  n )  =  (  _I  |`  U. U. R
)  <->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  R ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. R ) ) ) `
 n )  =  (  _I  |`  U. U. R ) ) )
4025, 28, 393imtr4d 261 . . . . . . . 8  |-  ( r  =  R  ->  (
( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\  ph )  /\  ( r  =  R  /\  n  =  0 ) )  -> 
(  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r
) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r
) ) ) `  n )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
417, 40mpcom 35 . . . . . . 7  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  /\  (
r  =  R  /\  n  =  0 ) )  ->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V ,  y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e. 
_V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
421adantl 454 . . . . . . 7  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  R  e.  _V )
43 0nn0 10241 . . . . . . . 8  |-  0  e.  NN0
4443a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  0  e.  NN0 )
45 simpl 445 . . . . . . 7  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  (  _I  |`  U. U. R
)  e.  _V )
465, 41, 42, 44, 45ovmpt2d 6204 . . . . . 6  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ( r  e. 
_V ,  n  e. 
NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) ) 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) )
47 df-relexp 25133 . . . . . . 7  |-  ^ r  =  ( r  e. 
_V ,  n  e. 
NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) )
48 oveq 6090 . . . . . . . . 9  |-  ( ^
r  =  ( r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) )  ->  ( R ^
r 0 )  =  ( R ( r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) ) 0 ) )
4948eqeq1d 2446 . . . . . . . 8  |-  ( ^
r  =  ( r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) )  ->  ( ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R )  <->  ( R
( r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0 ( ( x  e.  _V , 
y  e.  _V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `  n
) ) 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) ) )
5049imbi2d 309 . . . . . . 7  |-  ( ^
r  =  ( r  e.  _V ,  n  e.  NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) )  ->  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )  <->  ( (
(  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ( r  e. 
_V ,  n  e. 
NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) ) 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) ) )
5147, 50ax-mp 5 . . . . . 6  |-  ( ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )  <->  ( (
(  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ( r  e. 
_V ,  n  e. 
NN0  |->  (  seq  0
( ( x  e. 
_V ,  y  e. 
_V  |->  ( x  o.  r ) ) ,  ( z  e.  _V  |->  (  _I  |`  U. U. r ) ) ) `
 n ) ) 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) ) )
5246, 51mpbir 202 . . . . 5  |-  ( ( (  _I  |`  U. U. R )  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
534, 52sylan 459 . . . 4  |-  ( ( U. U. R  e. 
_V  /\  ph )  -> 
( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) )
543, 53sylan 459 . . 3  |-  ( ( U. R  e.  _V  /\ 
ph )  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
552, 54sylan 459 . 2  |-  ( ( R  e.  _V  /\  ph )  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R ) )
561, 55mpancom 652 1  |-  ( ph  ->  ( R ^ r 0 )  =  (  _I  |`  U. U. R
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726   _Vcvv 2958   U.cuni 4017    e. cmpt 4269    _I cid 4496    |` cres 4883    o. ccom 4885   Rel wrel 4886   ` cfv 5457  (class class class)co 6084    e. cmpt2 6086   0cc0 8995   NN0cn0 10226    seq cseq 11328   ^ rcrelexp 25132
This theorem is referenced by:  relexp1  25136  relexpsucl  25137  relexpcnv  25138  relexpdm  25140  relexprn  25141  relexpadd  25143  relexpindlem  25144  rtrclreclem.refl  25149  rtrclreclem.min  25152
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-sep 4333  ax-nul 4341  ax-pow 4380  ax-pr 4406  ax-un 4704  ax-cnex 9051  ax-resscn 9052  ax-1cn 9053  ax-icn 9054  ax-addcl 9055  ax-addrcl 9056  ax-mulcl 9057  ax-mulrcl 9058  ax-mulcom 9059  ax-addass 9060  ax-mulass 9061  ax-distr 9062  ax-i2m1 9063  ax-1ne0 9064  ax-1rid 9065  ax-rnegex 9066  ax-rrecex 9067  ax-cnre 9068  ax-pre-lttri 9069  ax-pre-lttrn 9070  ax-pre-ltadd 9071  ax-pre-mulgt0 9072
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-iun 4097  df-br 4216  df-opab 4270  df-mpt 4271  df-tr 4306  df-eprel 4497  df-id 4501  df-po 4506  df-so 4507  df-fr 4544  df-we 4546  df-ord 4587  df-on 4588  df-lim 4589  df-suc 4590  df-om 4849  df-xp 4887  df-rel 4888  df-cnv 4889  df-co 4890  df-dm 4891  df-rn 4892  df-res 4893  df-ima 4894  df-iota 5421  df-fun 5459  df-fn 5460  df-f 5461  df-f1 5462  df-fo 5463  df-f1o 5464  df-fv 5465  df-ov 6087  df-oprab 6088  df-mpt2 6089  df-2nd 6353  df-riota 6552  df-recs 6636  df-rdg 6671  df-er 6908  df-en 7113  df-dom 7114  df-sdom 7115  df-pnf 9127  df-mnf 9128  df-xr 9129  df-ltxr 9130  df-le 9131  df-sub 9298  df-neg 9299  df-nn 10006  df-n0 10227  df-z 10288  df-uz 10494  df-seq 11329  df-relexp 25133
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