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

Theorem algrf 15508
Description: An algorithm is a step function 𝐹:𝑆𝑆 on a state space 𝑆. An algorithm acts on an initial state 𝐴𝑆 by iteratively applying 𝐹 to give 𝐴, (𝐹𝐴), (𝐹‘(𝐹𝐴)) and so on. An algorithm is said to halt if a fixed point of 𝐹 is reached after a finite number of iterations.

The algorithm iterator 𝑅:ℕ0𝑆 "runs" the algorithm 𝐹 so that (𝑅𝑘) is the state after 𝑘 iterations of 𝐹 on the initial state 𝐴.

Domain and codomain of the algorithm iterator 𝑅. (Contributed by Paul Chapman, 31-Mar-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 28-May-2014.)

Hypotheses
Ref Expression
algrf.1 𝑍 = (ℤ𝑀)
algrf.2 𝑅 = seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴}))
algrf.3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
algrf.4 (𝜑𝐴𝑆)
algrf.5 (𝜑𝐹:𝑆𝑆)
Assertion
Ref Expression
algrf (𝜑𝑅:𝑍𝑆)

Proof of Theorem algrf
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 algrf.1 . . 3 𝑍 = (ℤ𝑀)
2 algrf.3 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ ℤ)
3 algrf.4 . . . . 5 (𝜑𝐴𝑆)
4 fvconst2g 6632 . . . . 5 ((𝐴𝑆𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) = 𝐴)
53, 4sylan 489 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) = 𝐴)
63adantr 472 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑍) → 𝐴𝑆)
75, 6eqeltrd 2839 . . 3 ((𝜑𝑥𝑍) → ((𝑍 × {𝐴})‘𝑥) ∈ 𝑆)
8 vex 3343 . . . . 5 𝑥 ∈ V
9 vex 3343 . . . . 5 𝑦 ∈ V
108, 9algrflem 7455 . . . 4 (𝑥(𝐹 ∘ 1st )𝑦) = (𝐹𝑥)
11 algrf.5 . . . . 5 (𝜑𝐹:𝑆𝑆)
12 simpl 474 . . . . 5 ((𝑥𝑆𝑦𝑆) → 𝑥𝑆)
13 ffvelrn 6521 . . . . 5 ((𝐹:𝑆𝑆𝑥𝑆) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
1411, 12, 13syl2an 495 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝐹𝑥) ∈ 𝑆)
1510, 14syl5eqel 2843 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑆𝑦𝑆)) → (𝑥(𝐹 ∘ 1st )𝑦) ∈ 𝑆)
161, 2, 7, 15seqf 13036 . 2 (𝜑 → seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴})):𝑍𝑆)
17 algrf.2 . . 3 𝑅 = seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴}))
1817feq1i 6197 . 2 (𝑅:𝑍𝑆 ↔ seq𝑀((𝐹 ∘ 1st ), (𝑍 × {𝐴})):𝑍𝑆)
1916, 18sylibr 224 1 (𝜑𝑅:𝑍𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  {csn 4321   × cxp 5264  ccom 5270  wf 6045  cfv 6049  (class class class)co 6814  1st c1st 7332  cz 11589  cuz 11899  seqcseq 13015
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7115  ax-cnex 10204  ax-resscn 10205  ax-1cn 10206  ax-icn 10207  ax-addcl 10208  ax-addrcl 10209  ax-mulcl 10210  ax-mulrcl 10211  ax-mulcom 10212  ax-addass 10213  ax-mulass 10214  ax-distr 10215  ax-i2m1 10216  ax-1ne0 10217  ax-1rid 10218  ax-rnegex 10219  ax-rrecex 10220  ax-cnre 10221  ax-pre-lttri 10222  ax-pre-lttrn 10223  ax-pre-ltadd 10224  ax-pre-mulgt0 10225
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-riota 6775  df-ov 6817  df-oprab 6818  df-mpt2 6819  df-om 7232  df-1st 7334  df-2nd 7335  df-wrecs 7577  df-recs 7638  df-rdg 7676  df-er 7913  df-en 8124  df-dom 8125  df-sdom 8126  df-pnf 10288  df-mnf 10289  df-xr 10290  df-ltxr 10291  df-le 10292  df-sub 10480  df-neg 10481  df-nn 11233  df-n0 11505  df-z 11590  df-uz 11900  df-fz 12540  df-seq 13016
This theorem is referenced by:  alginv  15510  algcvg  15511  algcvga  15514  algfx  15515  eucalgcvga  15521  eucalg  15522  ovolicc2lem2  23506  ovolicc2lem3  23507  ovolicc2lem4  23508  bfplem1  33952  bfplem2  33953
  Copyright terms: Public domain W3C validator