Theorem nninfwlpoimlemginf 7156

Description: Lemma for nninfwlpoim 7158. (Contributed by Jim Kingdon, 8-Dec-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
nninfwlpoimlemg.f	|- ( ph -> F : om --> 2o )
nninfwlpoimlemg.g	|- G = ( i e. om |-> if ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) )

Assertion

Ref	Expression
nninfwlpoimlemginf	|- ( ph -> ( G = ( i e. om |-> 1o ) <-> A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) )

Distinct variable groups:   i, F, n, x   n, G, x   ph, i, x, n

Allowed substitution hint:   G( i)

Proof of Theorem nninfwlpoimlemginf

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nninfwlpoimlemg.g	. . . . . . . 8 |- G = ( i e. om |-> if ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) )
2		suceq 4388	. . . . . . . . . 10 |- ( i = n -> suc i = suc n )
3	2	rexeqdv 2673	. . . . . . . . 9 |- ( i = n -> ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) <-> E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) ) )
4	3	ifbid 3548	. . . . . . . 8 |- ( i = n -> if ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) = if ( E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) )
5		simpr 109	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> n e. om )
6		0lt2o 6424	. . . . . . . . . 10 |- (/) e. 2o
7	6	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> (/) e. 2o )
8		1lt2o 6425	. . . . . . . . . 10 |- 1o e. 2o
9	8	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> 1o e. 2o )
10		peano2 4580	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n e. om -> suc n e. om )
11	10	adantl 275	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> suc n e. om )
12		nnfi 6854	. . . . . . . . . . 11 |- ( suc n e. om -> suc n e. Fin )
13	11, 12	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> suc n e. Fin )
14		2ssom 6507	. . . . . . . . . . . . 13 |- 2o C_ om
15		nninfwlpoimlemg.f	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ph -> F : om --> 2o )
16	15	ad3antrrr 490	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> F : om --> 2o )
17		simpr 109	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> x e. suc n )
18	11	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> suc n e. om )
19		elnn 4591	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( x e. suc n /\ suc n e. om ) -> x e. om )
20	17, 18, 19	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> x e. om )
21	16, 20	ffvelrnd 5636	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> ( F ` x ) e. 2o )
22	14, 21	sselid 3146	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> ( F ` x ) e. om )
23		peano1 4579	. . . . . . . . . . . . 13 |- (/) e. om
24	23	a1i 9	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> (/) e. om )
25		nndceq 6482	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( F ` x ) e. om /\ (/) e. om ) -> DECID ( F ` x ) = (/) )
26	22, 24, 25	syl2anc 409	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ x e. suc n ) -> DECID ( F ` x ) = (/) )
27	26	ralrimiva 2544	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> A. x e. suc nDECID ( F ` x ) = (/) )
28		finexdc 6884	. . . . . . . . . 10 |- ( ( suc n e. Fin /\ A. x e. suc nDECID ( F ` x ) = (/) ) -> DECID E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) )
29	13, 27, 28	syl2anc 409	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> DECID E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) )
30	7, 9, 29	ifcldcd 3562	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> if ( E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) e. 2o )
31	1, 4, 5, 30	fvmptd3 5593	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> ( G ` n ) = if ( E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) )
32	31	adantr 274	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( G ` n ) = if ( E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) )
33		vex 2734	. . . . . . . . . 10 |- n e. _V
34	33	sucid 4403	. . . . . . . . 9 |- n e. suc n
35	34	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> n e. suc n )
36		simpr 109	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( F ` n ) = (/) )
37		fveqeq2 5508	. . . . . . . . 9 |- ( x = n -> ( ( F ` x ) = (/) <-> ( F ` n ) = (/) ) )
38	37	rspcev 2835	. . . . . . . 8 |- ( ( n e. suc n /\ ( F ` n ) = (/) ) -> E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) )
39	35, 36, 38	syl2anc 409	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) )
40	39	iftrued 3534	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> if ( E. x e. suc n ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) = (/) )
41	32, 40	eqtrd 2204	. . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( G ` n ) = (/) )
42		1n0 6415	. . . . . . 7 |- 1o =/= (/)
43	42	neii 2343	. . . . . 6 |- -. 1o = (/)
44		simpllr 530	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> G = ( i e. om |-> 1o ) )
45	44	fveq1d 5501	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( G ` n ) = ( ( i e. om |-> 1o ) ` n ) )
46		eqid 2171	. . . . . . . . 9 |- ( i e. om |-> 1o ) = ( i e. om |-> 1o )
47		eqidd 2172	. . . . . . . . 9 |- ( i = n -> 1o = 1o )
48	5	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> n e. om )
49	8	a1i 9	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> 1o e. 2o )
50	46, 47, 48, 49	fvmptd3 5593	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( ( i e. om |-> 1o ) ` n ) = 1o )
51	45, 50	eqtrd 2204	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( G ` n ) = 1o )
52	51	eqeq1d 2180	. . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> ( ( G ` n ) = (/) <-> 1o = (/) ) )
53	43, 52	mtbiri 671	. . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) /\ ( F ` n ) = (/) ) -> -. ( G ` n ) = (/) )
54	41, 53	pm2.65da 657	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> -. ( F ` n ) = (/) )
55	15	adantr 274	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) -> F : om --> 2o )
56	55	ffvelcdmda 5635	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> ( F ` n ) e. 2o )
57		elpri 3607	. . . . . . 7 |- ( ( F ` n ) e. { (/) , 1o } -> ( ( F ` n ) = (/) \/ ( F ` n ) = 1o ) )
58		df2o3 6413	. . . . . . 7 |- 2o = { (/) , 1o }
59	57, 58	eleq2s 2266	. . . . . 6 |- ( ( F ` n ) e. 2o -> ( ( F ` n ) = (/) \/ ( F ` n ) = 1o ) )
60	56, 59	syl 14	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> ( ( F ` n ) = (/) \/ ( F ` n ) = 1o ) )
61	60	orcomd 725	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> ( ( F ` n ) = 1o \/ ( F ` n ) = (/) ) )
62	54, 61	ecased 1345	. . 3 |- ( ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) /\ n e. om ) -> ( F ` n ) = 1o )
63	62	ralrimiva 2544	. 2 |- ( ( ph /\ G = ( i e. om |-> 1o ) ) -> A. n e. om ( F ` n ) = 1o )
64		eqeq1 2178	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( F ` n ) = 1o -> ( ( F ` n ) = (/) <-> 1o = (/) ) )
65	43, 64	mtbiri 671	. . . . . . . . . 10 |- ( ( F ` n ) = 1o -> -. ( F ` n ) = (/) )
66	65	ralimi 2534	. . . . . . . . 9 |- ( A. n e. om ( F ` n ) = 1o -> A. n e. om -. ( F ` n ) = (/) )
67		ralnex 2459	. . . . . . . . 9 |- ( A. n e. om -. ( F ` n ) = (/) <-> -. E. n e. om ( F ` n ) = (/) )
68	66, 67	sylib 121	. . . . . . . 8 |- ( A. n e. om ( F ` n ) = 1o -> -. E. n e. om ( F ` n ) = (/) )
69		fveqeq2 5508	. . . . . . . . 9 |- ( n = x -> ( ( F ` n ) = (/) <-> ( F ` x ) = (/) ) )
70	69	cbvrexv 2698	. . . . . . . 8 |- ( E. n e. om ( F ` n ) = (/) <-> E. x e. om ( F ` x ) = (/) )
71	68, 70	sylnib 672	. . . . . . 7 |- ( A. n e. om ( F ` n ) = 1o -> -. E. x e. om ( F ` x ) = (/) )
72	71	ad2antlr 487	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) /\ i e. om ) -> -. E. x e. om ( F ` x ) = (/) )
73		peano2 4580	. . . . . . . 8 |- ( i e. om -> suc i e. om )
74	73	adantl 275	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) /\ i e. om ) -> suc i e. om )
75		elomssom 4590	. . . . . . 7 |- ( suc i e. om -> suc i C_ om )
76		ssrexv 3213	. . . . . . 7 |- ( suc i C_ om -> ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) -> E. x e. om ( F ` x ) = (/) ) )
77	74, 75, 76	3syl 17	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) /\ i e. om ) -> ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) -> E. x e. om ( F ` x ) = (/) ) )
78	72, 77	mtod 659	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) /\ i e. om ) -> -. E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) )
79	78	iffalsed 3537	. . . 4 |- ( ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) /\ i e. om ) -> if ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) = 1o )
80	79	mpteq2dva 4080	. . 3 |- ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) -> ( i e. om |-> if ( E. x e. suc i ( F ` x ) = (/) , (/) , 1o ) ) = ( i e. om |-> 1o ) )
81	1, 80	eqtrid 2216	. 2 |- ( ( ph /\ A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) -> G = ( i e. om |-> 1o ) )
82	63, 81	impbida 592	1 |- ( ph -> ( G = ( i e. om |-> 1o ) <-> A. n e. om ( F ` n ) = 1o ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 704  DECID wdc 830   = wceq 1349   e. wcel 2142   A.wral 2449   E.wrex 2450   C_ wss 3122   (/)c0 3415   ifcif 3527   {cpr 3585   |-> cmpt 4051   suc csuc 4351   omcom 4575   -->wf 5196   ` cfv 5200   1oc1o 6392   2oc2o 6393   Fincfn 6722

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 610  ax-in2 611  ax-io 705  ax-5 1441  ax-7 1442  ax-gen 1443  ax-ie1 1487  ax-ie2 1488  ax-8 1498  ax-10 1499  ax-11 1500  ax-i12 1501  ax-bndl 1503  ax-4 1504  ax-17 1520  ax-i9 1524  ax-ial 1528  ax-i5r 1529  ax-13 2144  ax-14 2145  ax-ext 2153  ax-coll 4105  ax-sep 4108  ax-nul 4116  ax-pow 4161  ax-pr 4195  ax-un 4419  ax-setind 4522  ax-iinf 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 831  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1352  df-fal 1355  df-nf 1455  df-sb 1757  df-eu 2023  df-mo 2024  df-clab 2158  df-cleq 2164  df-clel 2167  df-nfc 2302  df-ne 2342  df-ral 2454  df-rex 2455  df-reu 2456  df-rab 2458  df-v 2733  df-sbc 2957  df-csb 3051  df-dif 3124  df-un 3126  df-in 3128  df-ss 3135  df-nul 3416  df-if 3528  df-pw 3569  df-sn 3590  df-pr 3591  df-op 3593  df-uni 3798  df-int 3833  df-iun 3876  df-br 3991  df-opab 4052  df-mpt 4053  df-tr 4089  df-id 4279  df-iord 4352  df-on 4354  df-suc 4357  df-iom 4576  df-xp 4618  df-rel 4619  df-cnv 4620  df-co 4621  df-dm 4622  df-rn 4623  df-res 4624  df-ima 4625  df-iota 5162  df-fun 5202  df-fn 5203  df-f 5204  df-f1 5205  df-fo 5206  df-f1o 5207  df-fv 5208  df-1o 6399  df-2o 6400  df-er 6517  df-en 6723  df-fin 6725

This theorem is referenced by:  nninfwlpoimlemdc  7157