Users' Mathboxes Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  erdsze2lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem erdsze2lem1 35385
Description: Lemma for erdsze2 35387. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
erdsze2.r (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
erdsze2.s (𝜑𝑆 ∈ ℕ)
erdsze2.f (𝜑𝐹:𝐴1-1→ℝ)
erdsze2.a (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
erdsze2lem.n 𝑁 = ((𝑅 − 1) · (𝑆 − 1))
erdsze2lem.l (𝜑𝑁 < (♯‘𝐴))
Assertion
Ref Expression
erdsze2lem1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝑓,𝐹   𝑅,𝑓   𝑆,𝑓   𝑓,𝑁   𝜑,𝑓

Proof of Theorem erdsze2lem1
Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 erdsze2lem.n . . . . . . . . 9 𝑁 = ((𝑅 − 1) · (𝑆 − 1))
2 erdsze2.r . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
3 nnm1nn0 12478 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ ℕ → (𝑅 − 1) ∈ ℕ0)
42, 3syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅 − 1) ∈ ℕ0)
5 erdsze2.s . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ∈ ℕ)
6 nnm1nn0 12478 . . . . . . . . . . 11 (𝑆 ∈ ℕ → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
75, 6syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑆 − 1) ∈ ℕ0)
84, 7nn0mulcld 12503 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑅 − 1) · (𝑆 − 1)) ∈ ℕ0)
91, 8eqeltrid 2840 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
10 peano2nn0 12477 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
11 hashfz1 14308 . . . . . . . 8 ((𝑁 + 1) ∈ ℕ0 → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (𝑁 + 1))
129, 10, 113syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (𝑁 + 1))
1312adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (𝑁 + 1))
14 erdsze2lem.l . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 < (♯‘𝐴))
1514adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → 𝑁 < (♯‘𝐴))
16 hashcl 14318 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ Fin → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
17 nn0ltp1le 12587 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐴) ∈ ℕ0) → (𝑁 < (♯‘𝐴) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (♯‘𝐴)))
189, 16, 17syl2an 597 . . . . . . 7 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (𝑁 < (♯‘𝐴) ↔ (𝑁 + 1) ≤ (♯‘𝐴)))
1915, 18mpbid 232 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (𝑁 + 1) ≤ (♯‘𝐴))
2013, 19eqbrtrd 5107 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) ≤ (♯‘𝐴))
21 fzfid 13935 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin)
22 simpr 484 . . . . . 6 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → 𝐴 ∈ Fin)
23 hashdom 14341 . . . . . 6 (((1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin ∧ 𝐴 ∈ Fin) → ((♯‘(1...(𝑁 + 1))) ≤ (♯‘𝐴) ↔ (1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴))
2421, 22, 23syl2anc 585 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → ((♯‘(1...(𝑁 + 1))) ≤ (♯‘𝐴) ↔ (1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴))
2520, 24mpbid 232 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ Fin) → (1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴)
26 simpr 484 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ¬ 𝐴 ∈ Fin)
27 fzfid 13935 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin)
28 isinffi 9916 . . . . . 6 ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ (1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin) → ∃𝑓 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴)
2926, 27, 28syl2anc 585 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ∃𝑓 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴)
30 erdsze2.a . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ⊆ ℝ)
31 reex 11129 . . . . . . . 8 ℝ ∈ V
32 ssexg 5264 . . . . . . . 8 ((𝐴 ⊆ ℝ ∧ ℝ ∈ V) → 𝐴 ∈ V)
3330, 31, 32sylancl 587 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ V)
3433adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → 𝐴 ∈ V)
35 brdomg 8905 . . . . . 6 (𝐴 ∈ V → ((1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴 ↔ ∃𝑓 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴))
3634, 35syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ((1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴 ↔ ∃𝑓 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴))
3729, 36mpbird 257 . . . 4 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴)
3825, 37pm2.61dan 813 . . 3 (𝜑 → (1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴)
39 domeng 8909 . . . 4 (𝐴 ∈ V → ((1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴 ↔ ∃𝑠((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)))
4033, 39syl 17 . . 3 (𝜑 → ((1...(𝑁 + 1)) ≼ 𝐴 ↔ ∃𝑠((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)))
4138, 40mpbid 232 . 2 (𝜑 → ∃𝑠((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴))
42 simprr 773 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → 𝑠𝐴)
4330adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → 𝐴 ⊆ ℝ)
4442, 43sstrd 3932 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → 𝑠 ⊆ ℝ)
45 ltso 11226 . . . . 5 < Or ℝ
46 soss 5559 . . . . 5 (𝑠 ⊆ ℝ → ( < Or ℝ → < Or 𝑠))
4744, 45, 46mpisyl 21 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → < Or 𝑠)
48 fzfid 13935 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin)
49 simprl 771 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠)
50 enfi 9121 . . . . . 6 ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠 → ((1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin ↔ 𝑠 ∈ Fin))
5149, 50syl 17 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → ((1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin ↔ 𝑠 ∈ Fin))
5248, 51mpbid 232 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → 𝑠 ∈ Fin)
53 fz1iso 14424 . . . 4 (( < Or 𝑠𝑠 ∈ Fin) → ∃𝑓 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠))
5447, 52, 53syl2anc 585 . . 3 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → ∃𝑓 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠))
55 isof1o 7278 . . . . . . . . . 10 (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠) → 𝑓:(1...(♯‘𝑠))–1-1-onto𝑠)
5655adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓:(1...(♯‘𝑠))–1-1-onto𝑠)
57 hashen 14309 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((1...(𝑁 + 1)) ∈ Fin ∧ 𝑠 ∈ Fin) → ((♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (♯‘𝑠) ↔ (1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠))
5848, 52, 57syl2anc 585 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → ((♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (♯‘𝑠) ↔ (1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠))
5949, 58mpbird 257 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (♯‘𝑠))
6012adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (♯‘(1...(𝑁 + 1))) = (𝑁 + 1))
6159, 60eqtr3d 2773 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (♯‘𝑠) = (𝑁 + 1))
6261adantr 480 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (♯‘𝑠) = (𝑁 + 1))
6362oveq2d 7383 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (1...(♯‘𝑠)) = (1...(𝑁 + 1)))
6463f1oeq2d 6776 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (𝑓:(1...(♯‘𝑠))–1-1-onto𝑠𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1-onto𝑠))
6556, 64mpbid 232 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1-onto𝑠)
66 f1of1 6779 . . . . . . . 8 (𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1-onto𝑠𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝑠)
6765, 66syl 17 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝑠)
68 simplrr 778 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑠𝐴)
69 f1ss 6741 . . . . . . 7 ((𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝑠𝑠𝐴) → 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴)
7067, 68, 69syl2anc 585 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴)
71 simpr 484 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠))
72 f1ofo 6787 . . . . . . . . 9 (𝑓:(1...(♯‘𝑠))–1-1-onto𝑠𝑓:(1...(♯‘𝑠))–onto𝑠)
73 forn 6755 . . . . . . . . 9 (𝑓:(1...(♯‘𝑠))–onto𝑠 → ran 𝑓 = 𝑠)
74 isoeq5 7276 . . . . . . . . 9 (ran 𝑓 = 𝑠 → (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), ran 𝑓) ↔ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)))
7556, 72, 73, 744syl 19 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), ran 𝑓) ↔ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)))
7671, 75mpbird 257 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), ran 𝑓))
77 isoeq4 7275 . . . . . . . 8 ((1...(♯‘𝑠)) = (1...(𝑁 + 1)) → (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), ran 𝑓) ↔ 𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
7863, 77syl 17 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), ran 𝑓) ↔ 𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
7976, 78mpbid 232 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → 𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓))
8070, 79jca 511 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) ∧ 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠)) → (𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
8180ex 412 . . . 4 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠) → (𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓))))
8281eximdv 1919 . . 3 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → (∃𝑓 𝑓 Isom < , < ((1...(♯‘𝑠)), 𝑠) → ∃𝑓(𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓))))
8354, 82mpd 15 . 2 ((𝜑 ∧ ((1...(𝑁 + 1)) ≈ 𝑠𝑠𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
8441, 83exlimddv 1937 1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:(1...(𝑁 + 1))–1-1𝐴𝑓 Isom < , < ((1...(𝑁 + 1)), ran 𝑓)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1542  wex 1781  wcel 2114  Vcvv 3429  wss 3889   class class class wbr 5085   Or wor 5538  ran crn 5632  1-1wf1 6495  ontowfo 6496  1-1-ontowf1o 6497  cfv 6498   Isom wiso 6499  (class class class)co 7367  cen 8890  cdom 8891  Fincfn 8893  cr 11037  1c1 11039   + caddc 11041   · cmul 11043   < clt 11179  cle 11180  cmin 11377  cn 12174  0cn0 12437  ...cfz 13461  chash 14292
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-int 4890  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-isom 6507  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-oadd 8409  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-n0 12438  df-xnn0 12511  df-z 12525  df-uz 12789  df-fz 13462  df-hash 14293
This theorem is referenced by:  erdsze2  35387
  Copyright terms: Public domain W3C validator