Theorem erdszelem11 36132

Description: Lemma for erdsze 36133. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
erdsze.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
erdsze.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:(1...𝑁)⟶1-1ℝ)
erdszelem.i	⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , < (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
erdszelem.j	⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , ◡ < (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
erdszelem.t	⊢ 𝑇 = (𝑛 ∈ (1...𝑁) ↦ ⟨(𝐼‘𝑛), (𝐽‘𝑛)⟩)
erdszelem.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
erdszelem.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ)
erdszelem.m	⊢ (𝜑 → ((𝑅 − 1) · (𝑆 − 1)) < 𝑁)

Assertion

Ref	Expression
erdszelem11	⊢ (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)((𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ (𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦   𝑛,𝑠,𝑥,𝑦,𝐹   𝑛,𝐼,𝑠,𝑥,𝑦   𝑛,𝐽,𝑠,𝑥,𝑦   𝑅,𝑠,𝑥,𝑦   𝑛,𝑁,𝑠,𝑥,𝑦   𝜑,𝑛,𝑠,𝑥,𝑦   𝑆,𝑠,𝑥,𝑦   𝑇,𝑠

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑛)

Proof of Theorem erdszelem11

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		erdsze.n	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
2		erdsze.f	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹:(1...𝑁)⟶1-1ℝ)
3		erdszelem.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , < (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
4		erdszelem.j	. . . 4 ⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , ◡ < (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
5		erdszelem.t	. . . 4 ⊢ 𝑇 = (𝑛 ∈ (1...𝑁) ↦ ⟨(𝐼‘𝑛), (𝐽‘𝑛)⟩)
6		erdszelem.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
7		erdszelem.s	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ ℕ)
8		erdszelem.m	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝑅 − 1) · (𝑆 − 1)) < 𝑁)
9	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	erdszelem10 36131	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∃𝑚 ∈ (1...𝑁)(¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ∨ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1))))
10	1	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → 𝑁 ∈ ℕ)
11	2	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → 𝐹:(1...𝑁)⟶1-1ℝ)
12		ltso 11414	. . . . . . 7 ⊢ < Or ℝ
13		simprl 783	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → 𝑚 ∈ (1...𝑁))
14	6	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → 𝑅 ∈ ℕ)
15		simprr 785	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))
16	10, 11, 3, 12, 13, 14, 15	erdszelem7 36128	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)))) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))
17	16	expr 462	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑁)) → (¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
18	1	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → 𝑁 ∈ ℕ)
19	2	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → 𝐹:(1...𝑁)⟶1-1ℝ)
20		gtso 11415	. . . . . . 7 ⊢ ◡ < Or ℝ
21		simprl 783	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → 𝑚 ∈ (1...𝑁))
22	7	adantr 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → 𝑆 ∈ ℕ)
23		simprr 785	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))
24	18, 19, 4, 20, 21, 22, 23	erdszelem7 36128	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑚 ∈ (1...𝑁) ∧ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)))) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))
25	24	expr 462	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑁)) → (¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1)) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
26	17, 25	orim12d 979	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ (1...𝑁)) → ((¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ∨ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1))) → (∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))))
27	26	rexlimdva 3167	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑚 ∈ (1...𝑁)(¬ (𝐼‘𝑚) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ∨ ¬ (𝐽‘𝑚) ∈ (1...(𝑆 − 1))) → (∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))))
28	9, 27	mpd 16	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
29		r19.43 3134	. 2 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)((𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ (𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))) ↔ (∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
30	28, 29	sylibr 237	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)((𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))) ∨ (𝑆 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , ◡ < (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∃wrex 3090  {crab 3416  𝒫 cpw 4560  ⟨cop 4838   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189  ^◡ccnv 5654   ↾ cres 5657   “ cima 5658  ⟶1-1wf1 6552  ‘cfv 6555   Isom wiso 6556  (class class class)co 7440  supcsup 9456  ℝcr 11223  1c1 11225   · cmul 11229   < clt 11367   ≤ cle 11368   − cmin 11565  ℕcn 12359  ...cfz 13663  ♯chash 14498

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-oadd 8505  df-er 8742  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-sup 9458  df-dju 10006  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-nn 12360  df-n0 12631  df-xnn0 12704  df-z 12718  df-uz 12990  df-fz 13664  df-hash 14499

This theorem is used by:  erdsze  36133