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Theorem unbenlem 13278
Description: Lemma for unben 13279. (Contributed by NM, 5-May-2005.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Sep-2013.)
Hypothesis
Ref Expression
unbenlem.1  |-  G  =  ( rec ( ( x  e.  _V  |->  ( x  +  1 ) ) ,  1 )  |`  om )
Assertion
Ref Expression
unbenlem  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  A  ~~  om )
Distinct variable groups:    m, n, A    m, G, n
Allowed substitution hints:    A( x)    G( x)

Proof of Theorem unbenlem
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nnex 10008 . . . . 5  |-  NN  e.  _V
21ssex 4349 . . . 4  |-  ( A 
C_  NN  ->  A  e. 
_V )
3 1z 10313 . . . . . . . 8  |-  1  e.  ZZ
4 unbenlem.1 . . . . . . . 8  |-  G  =  ( rec ( ( x  e.  _V  |->  ( x  +  1 ) ) ,  1 )  |`  om )
53, 4om2uzf1oi 11295 . . . . . . 7  |-  G : om
-1-1-onto-> ( ZZ>= `  1 )
6 nnuz 10523 . . . . . . . 8  |-  NN  =  ( ZZ>= `  1 )
7 f1oeq3 5669 . . . . . . . 8  |-  ( NN  =  ( ZZ>= `  1
)  ->  ( G : om -1-1-onto-> NN  <->  G : om -1-1-onto-> ( ZZ>= `  1 )
) )
86, 7ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  ( G : om -1-1-onto-> NN  <->  G : om -1-1-onto-> ( ZZ>= `  1 )
)
95, 8mpbir 202 . . . . . 6  |-  G : om
-1-1-onto-> NN
10 f1ocnv 5689 . . . . . 6  |-  ( G : om -1-1-onto-> NN  ->  `' G : NN -1-1-onto-> om )
11 f1of1 5675 . . . . . 6  |-  ( `' G : NN -1-1-onto-> om  ->  `' G : NN -1-1-> om )
129, 10, 11mp2b 10 . . . . 5  |-  `' G : NN -1-1-> om
13 f1ores 5691 . . . . 5  |-  ( ( `' G : NN -1-1-> om  /\  A  C_  NN )  ->  ( `' G  |`  A ) : A -1-1-onto-> ( `' G " A ) )
1412, 13mpan 653 . . . 4  |-  ( A 
C_  NN  ->  ( `' G  |`  A ) : A -1-1-onto-> ( `' G " A ) )
15 f1oeng 7128 . . . 4  |-  ( ( A  e.  _V  /\  ( `' G  |`  A ) : A -1-1-onto-> ( `' G " A ) )  ->  A  ~~  ( `' G " A ) )
162, 14, 15syl2anc 644 . . 3  |-  ( A 
C_  NN  ->  A  ~~  ( `' G " A ) )
1716adantr 453 . 2  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  A  ~~  ( `' G " A ) )
18 imassrn 5218 . . . 4  |-  ( `' G " A ) 
C_  ran  `' G
19 dfdm4 5065 . . . . 5  |-  dom  G  =  ran  `' G
20 f1of 5676 . . . . . . 7  |-  ( G : om -1-1-onto-> NN  ->  G : om
--> NN )
219, 20ax-mp 8 . . . . . 6  |-  G : om
--> NN
2221fdmi 5598 . . . . 5  |-  dom  G  =  om
2319, 22eqtr3i 2460 . . . 4  |-  ran  `' G  =  om
2418, 23sseqtri 3382 . . 3  |-  ( `' G " A ) 
C_  om
253, 4om2uzuzi 11291 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  om  ->  ( G `  y )  e.  ( ZZ>= `  1 )
)
2625, 6syl6eleqr 2529 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  om  ->  ( G `  y )  e.  NN )
27 breq1 4217 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( m  =  ( G `  y )  ->  (
m  <  n  <->  ( G `  y )  <  n
) )
2827rexbidv 2728 . . . . . . . . . . 11  |-  ( m  =  ( G `  y )  ->  ( E. n  e.  A  m  <  n  <->  E. n  e.  A  ( G `  y )  <  n
) )
2928rspcv 3050 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G `  y )  e.  NN  ->  ( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  E. n  e.  A  ( G `  y )  <  n
) )
3026, 29syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  om  ->  ( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  E. n  e.  A  ( G `  y )  <  n
) )
3130adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  om  /\  A  C_  NN )  -> 
( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  E. n  e.  A  ( G `  y )  <  n ) )
32 f1ocnv 5689 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( `' G  |`  A ) : A -1-1-onto-> ( `' G " A )  ->  `' ( `' G  |`  A ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A )
3314, 32syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( A 
C_  NN  ->  `' ( `' G  |`  A ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A )
34 f1ofun 5678 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( G : om -1-1-onto-> NN  ->  Fun  G )
359, 34ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  Fun  G
36 funcnvres2 5526 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( Fun 
G  ->  `' ( `' G  |`  A )  =  ( G  |`  ( `' G " A ) ) )
37 f1oeq1 5667 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( `' ( `' G  |`  A )  =  ( G  |`  ( `' G " A ) )  ->  ( `' ( `' G  |`  A ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  <->  ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A ) )
3835, 36, 37mp2b 10 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( `' ( `' G  |`  A ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  <-> 
( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A )
3933, 38sylib 190 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A 
C_  NN  ->  ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A )
40 f1ofo 5683 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -onto-> A )
41 forn 5658 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -onto-> A  ->  ran  ( G  |`  ( `' G " A ) )  =  A )
4240, 41syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ran  ( G  |`  ( `' G " A ) )  =  A )
4342eleq2d 2505 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ( n  e.  ran  ( G  |`  ( `' G " A ) )  <->  n  e.  A
) )
44 f1ofn 5677 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ( G  |`  ( `' G " A ) )  Fn  ( `' G " A ) )
45 fvelrnb 5776 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) )  Fn  ( `' G " A )  ->  (
n  e.  ran  ( G  |`  ( `' G " A ) )  <->  E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n ) )
4644, 45syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ( n  e.  ran  ( G  |`  ( `' G " A ) )  <->  E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  n ) )
4743, 46bitr3d 248 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) : ( `' G " A ) -1-1-onto-> A  ->  ( n  e.  A  <->  E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  n ) )
4839, 47syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( A 
C_  NN  ->  ( n  e.  A  <->  E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n ) )
4948biimpa 472 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( A  C_  NN  /\  n  e.  A )  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n )
50 fvres 5747 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( m  e.  ( `' G " A )  ->  (
( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  ( G `  m ) )
5150eqeq1d 2446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( m  e.  ( `' G " A )  ->  (
( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  n  <->  ( G `  m )  =  n ) )
5251biimpa 472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( m  e.  ( `' G " A )  /\  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  n )  ->  ( G `  m )  =  n )
5352adantll 696 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  om  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  /\  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n )  ->  ( G `  m )  =  n )
5424sseli 3346 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( m  e.  ( `' G " A )  ->  m  e.  om )
553, 4om2uzlt2i 11293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( y  e.  om  /\  m  e.  om )  ->  ( y  e.  m  <->  ( G `  y )  <  ( G `  m ) ) )
5654, 55sylan2 462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( y  e.  om  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  ->  ( y  e.  m  <->  ( G `  y )  <  ( G `  m )
) )
57 breq2 4218 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( G `  m )  =  n  ->  (
( G `  y
)  <  ( G `  m )  <->  ( G `  y )  <  n
) )
5856, 57sylan9bb 682 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( y  e.  om  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  /\  ( G `
 m )  =  n )  ->  (
y  e.  m  <->  ( G `  y )  <  n
) )
5953, 58syldan 458 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( y  e.  om  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  /\  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n )  ->  (
y  e.  m  <->  ( G `  y )  <  n
) )
6059biimparc 475 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( G `  y
)  <  n  /\  ( ( y  e. 
om  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  /\  ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n ) )  -> 
y  e.  m )
6160exp44 598 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( G `  y )  <  n  ->  (
y  e.  om  ->  ( m  e.  ( `' G " A )  ->  ( ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n  ->  y  e.  m ) ) ) )
6261imp31 423 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( G `  y )  <  n  /\  y  e.  om )  /\  m  e.  ( `' G " A ) )  ->  ( (
( G  |`  ( `' G " A ) ) `  m )  =  n  ->  y  e.  m ) )
6362reximdva 2820 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( G `  y
)  <  n  /\  y  e.  om )  ->  ( E. m  e.  ( `' G " A ) ( ( G  |`  ( `' G " A ) ) `
 m )  =  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) )
6449, 63syl5 31 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( G `  y
)  <  n  /\  y  e.  om )  ->  ( ( A  C_  NN  /\  n  e.  A
)  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) )
6564exp4b 592 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G `  y )  <  n  ->  (
y  e.  om  ->  ( A  C_  NN  ->  ( n  e.  A  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) ) ) )
6665com4l 81 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  om  ->  ( A  C_  NN  ->  (
n  e.  A  -> 
( ( G `  y )  <  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) ) ) )
6766imp 420 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  om  /\  A  C_  NN )  -> 
( n  e.  A  ->  ( ( G `  y )  <  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) ) )
6867rexlimdv 2831 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  om  /\  A  C_  NN )  -> 
( E. n  e.  A  ( G `  y )  <  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) )
6931, 68syld 43 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  om  /\  A  C_  NN )  -> 
( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) )
7069ex 425 . . . . . 6  |-  ( y  e.  om  ->  ( A  C_  NN  ->  ( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) ) )
7170com3l 78 . . . . 5  |-  ( A 
C_  NN  ->  ( A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n  ->  ( y  e. 
om  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) ) )
7271imp 420 . . . 4  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  ( y  e.  om  ->  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m ) )
7372ralrimiv 2790 . . 3  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  A. y  e.  om  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m )
74 unbnn3 7615 . . 3  |-  ( ( ( `' G " A )  C_  om  /\  A. y  e.  om  E. m  e.  ( `' G " A ) y  e.  m )  -> 
( `' G " A )  ~~  om )
7524, 73, 74sylancr 646 . 2  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  ( `' G " A )  ~~  om )
76 entr 7161 . 2  |-  ( ( A  ~~  ( `' G " A )  /\  ( `' G " A )  ~~  om )  ->  A  ~~  om )
7717, 75, 76syl2anc 644 1  |-  ( ( A  C_  NN  /\  A. m  e.  NN  E. n  e.  A  m  <  n )  ->  A  ~~  om )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   E.wrex 2708   _Vcvv 2958    C_ wss 3322   class class class wbr 4214    e. cmpt 4268   omcom 4847   `'ccnv 4879   dom cdm 4880   ran crn 4881    |` cres 4882   "cima 4883   Fun wfun 5450    Fn wfn 5451   -->wf 5452   -1-1->wf1 5453   -onto->wfo 5454   -1-1-onto->wf1o 5455   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   reccrdg 6669    ~~ cen 7108   1c1 8993    + caddc 8995    < clt 9122   NNcn 10002   ZZ>=cuz 10490
This theorem is referenced by:  unben  13279
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 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-rep 4322  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-inf2 7598  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069
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-int 4053  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-er 6907  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-nn 10003  df-n0 10224  df-z 10285  df-uz 10491
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