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Theorem ackbij1lem18 10314
Description: Lemma for ackbij1 10315. (Contributed by Stefan O'Rear, 18-Nov-2014.)
Hypothesis
Ref Expression
ackbij.f 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑦 ∈ 𝑥 ({𝑦} × 𝒫 𝑦)))
Assertion
Ref Expression
ackbij1lem18 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∃𝑏 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin)(𝐹‘𝑏) = suc (𝐹‘𝐴))
Distinct variable groups:   𝐹,𝑏,𝑥,𝑦   𝐴,𝑏,𝑥,𝑦

Proof of Theorem ackbij1lem18
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 difss 4072 . . . 4 (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ⊆ 𝐴
2 ackbij.f . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑦 ∈ 𝑥 ({𝑦} × 𝒫 𝑦)))
32ackbij1lem11 10307 . . . 4 ((𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ⊆ 𝐴) → (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
41, 3mpan2 704 . . 3 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
5 difss 4072 . . . . . . 7 (ω ∖ 𝐴) ⊆ ω
6 omsson 7881 . . . . . . 7 ω ⊆ On
75, 6sstri 3917 . . . . . 6 (ω ∖ 𝐴) ⊆ On
8 ominf 9255 . . . . . . . 8 ¬ ω ∈ Fin
9 elinel2 4099 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
10 difinf 9303 . . . . . . . 8 ((¬ ω ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ¬ (ω ∖ 𝐴) ∈ Fin)
118, 9, 10sylancr 599 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ¬ (ω ∖ 𝐴) ∈ Fin)
12 0fi 9070 . . . . . . . . 9 ∅ ∈ Fin
13 eleq1 2848 . . . . . . . . 9 ((ω ∖ 𝐴) = ∅ → ((ω ∖ 𝐴) ∈ Fin ↔ ∅ ∈ Fin))
1412, 13mpbiri 261 . . . . . . . 8 ((ω ∖ 𝐴) = ∅ → (ω ∖ 𝐴) ∈ Fin)
1514necon3bi 2981 . . . . . . 7 (¬ (ω ∖ 𝐴) ∈ Fin → (ω ∖ 𝐴) ≠ ∅)
1611, 15syl 18 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (ω ∖ 𝐴) ≠ ∅)
17 onint 7804 . . . . . 6 (((ω ∖ 𝐴) ⊆ On ∧ (ω ∖ 𝐴) ≠ ∅) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (ω ∖ 𝐴))
187, 16, 17sylancr 599 . . . . 5 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (ω ∖ 𝐴))
1918eldifad 4051 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ ω)
20 ackbij1lem4 10300 . . . 4 (∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ ω → {∩ (ω ∖ 𝐴)} ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
2119, 20syl 18 . . 3 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → {∩ (ω ∖ 𝐴)} ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
22 ackbij1lem6 10302 . . 3 (((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ {∩ (ω ∖ 𝐴)} ∈ (𝒫 ω ∩ Fin)) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
234, 21, 22syl2anc 596 . 2 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
2418eldifbd 4052 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ¬ ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ 𝐴)
25 disjsn 4671 . . . . . 6 ((𝐴 ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅ ↔ ¬ ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ 𝐴)
2624, 25sylibr 237 . . . . 5 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐴 ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅)
27 ssdisj 4412 . . . . 5 (((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ⊆ 𝐴 ∧ (𝐴 ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅)
281, 26, 27sylancr 599 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅)
292ackbij1lem9 10305 . . . 4 (((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ {∩ (ω ∖ 𝐴)} ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) = ∅) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)})) = ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘{∩ (ω ∖ 𝐴)})))
304, 21, 28, 29syl3anc 1398 . . 3 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)})) = ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘{∩ (ω ∖ 𝐴)})))
312ackbij1lem14 10310 . . . . 5 (∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ ω → (𝐹‘{∩ (ω ∖ 𝐴)}) = suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴)))
3219, 31syl 18 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘{∩ (ω ∖ 𝐴)}) = suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴)))
3332oveq2d 7436 . . 3 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘{∩ (ω ∖ 𝐴)})) = ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))))
342ackbij1lem10 10306 . . . . . . 7 𝐹:(𝒫 ω ∩ Fin)⟶ω
3534ffvelcdmi 7083 . . . . . 6 ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) ∈ ω)
364, 35syl 18 . . . . 5 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) ∈ ω)
37 ackbij1lem3 10299 . . . . . . 7 (∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ ω → ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
3819, 37syl 18 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin))
3934ffvelcdmi 7083 . . . . . 6 (∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ ω)
4038, 39syl 18 . . . . 5 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ ω)
41 nnasuc 8615 . . . . 5 (((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) ∈ ω ∧ (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ ω) → ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = suc ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))))
4236, 40, 41syl2anc 596 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = suc ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))))
43 disjdifr 4426 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ ∩ (ω ∖ 𝐴)) = ∅
4443a1i 11 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ ∩ (ω ∖ 𝐴)) = ∅)
452ackbij1lem9 10305 . . . . . . 7 (((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∩ ∩ (ω ∖ 𝐴)) = ∅) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ ∩ (ω ∖ 𝐴))) = ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))))
464, 38, 44, 45syl3anc 1398 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ ∩ (ω ∖ 𝐴))) = ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))))
47 uncom 4157 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ ∩ (ω ∖ 𝐴)) = (∩ (ω ∖ 𝐴) ∪ (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)))
48 onnmin 7812 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((ω ∖ 𝐴) ⊆ On ∧ 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴)) → ¬ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴))
497, 48mpan 703 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) → ¬ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴))
5049con2i 140 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴) → ¬ 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴))
5150adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴)) → ¬ 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴))
52 ordom 7887 . . . . . . . . . . . . . . 15 Ord ω
53 ordelss 6378 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((Ord ω ∧ ∩ (ω ∖ 𝐴) ∈ ω) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ⊆ ω)
5452, 19, 53sylancr 599 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ⊆ ω)
5554sselda 3908 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴)) → 𝑎 ∈ ω)
56 eldif 4049 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) ↔ (𝑎 ∈ ω ∧ ¬ 𝑎 ∈ 𝐴))
5756simplbi2 506 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 ∈ ω → (¬ 𝑎 ∈ 𝐴 → 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴)))
5857orrd 877 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑎 ∈ ω → (𝑎 ∈ 𝐴 ∨ 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴)))
5958orcomd 885 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑎 ∈ ω → (𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) ∨ 𝑎 ∈ 𝐴))
6055, 59syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴)) → (𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) ∨ 𝑎 ∈ 𝐴))
61 orel1 902 . . . . . . . . . . . 12 (¬ 𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) → ((𝑎 ∈ (ω ∖ 𝐴) ∨ 𝑎 ∈ 𝐴) → 𝑎 ∈ 𝐴))
6251, 60, 61sylc 66 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ 𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴)) → 𝑎 ∈ 𝐴)
6362ex 418 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝑎 ∈ ∩ (ω ∖ 𝐴) → 𝑎 ∈ 𝐴))
6463ssrdv 3914 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∩ (ω ∖ 𝐴) ⊆ 𝐴)
65 undif 4437 . . . . . . . . 9 (∩ (ω ∖ 𝐴) ⊆ 𝐴 ↔ (∩ (ω ∖ 𝐴) ∪ (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) = 𝐴)
6664, 65sylib 221 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (∩ (ω ∖ 𝐴) ∪ (𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) = 𝐴)
6747, 66eqtrid 2807 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ ∩ (ω ∖ 𝐴)) = 𝐴)
6867fveq2d 6889 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ ∩ (ω ∖ 𝐴))) = (𝐹‘𝐴))
6946, 68eqtr3d 2797 . . . . 5 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = (𝐹‘𝐴))
70 suceq 6431 . . . . 5 (((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = (𝐹‘𝐴) → suc ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = suc (𝐹‘𝐴))
7169, 70syl 18 . . . 4 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → suc ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = suc (𝐹‘𝐴))
7242, 71eqtrd 2795 . . 3 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ((𝐹‘(𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴))) +o suc (𝐹‘∩ (ω ∖ 𝐴))) = suc (𝐹‘𝐴))
7330, 33, 723eqtrd 2799 . 2 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)})) = suc (𝐹‘𝐴))
74 fveqeq2 6894 . . 3 (𝑏 = ((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) → ((𝐹‘𝑏) = suc (𝐹‘𝐴) ↔ (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)})) = suc (𝐹‘𝐴)))
7574rspcev 3576 . 2 ((((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)}) ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ (𝐹‘((𝐴 ∖ ∩ (ω ∖ 𝐴)) ∪ {∩ (ω ∖ 𝐴)})) = suc (𝐹‘𝐴)) → ∃𝑏 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin)(𝐹‘𝑏) = suc (𝐹‘𝐴))
7623, 73, 75syl2anc 596 1 (𝐴 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) → ∃𝑏 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin)(𝐹‘𝑏) = suc (𝐹‘𝐴))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089   ∪ cun 4149  ∅c0 4278  𝒫 cpw 4556  {csn 4583  ∩ cint 4906  ∪ ciun 4950   ↦ cmpt 5185   × cxp 5648  Ord word 6361  Oncon0 6362  suc csuc 6364  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ωcom 7877   +o coa 8473  Fincfn 8973  cardccrd 10016
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-oadd 8480  df-er 8717  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-dju 9982  df-card 10020
This theorem is used by:  ackbij1  10315
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