Users' Mathboxes Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  erdszelem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem erdszelem7 35962
Description: Lemma for erdsze 35967. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
erdsze.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
erdsze.f (𝜑 → 𝐹:(1...𝑁)–1-1→ℝ)
erdszelem.k 𝐾 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
erdszelem.o 𝑂 Or ℝ
erdszelem.a (𝜑 → 𝐴 ∈ (1...𝑁))
erdszelem7.r (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
erdszelem7.m (𝜑 → ¬ (𝐾‘𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)))
Assertion
Ref Expression
erdszelem7 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑠,𝐹   𝐾,𝑠   𝐴,𝑠,𝑥,𝑦   𝑂,𝑠,𝑥,𝑦   𝑅,𝑠,𝑥,𝑦   𝑁,𝑠,𝑥,𝑦   𝜑,𝑠,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐾(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem erdszelem7
StepHypRef Expression
1 hashf 14482 . . . 4 ♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞})
2 ffun 6712 . . . 4 (♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞}) → Fun ♯)
31, 2ax-mp 5 . . 3 Fun ♯
4 erdszelem.a . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ∈ (1...𝑁))
5 erdsze.n . . . . 5 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6 erdsze.f . . . . 5 (𝜑 → 𝐹:(1...𝑁)–1-1→ℝ)
7 erdszelem.k . . . . 5 𝐾 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦)}), ℝ, < ))
8 erdszelem.o . . . . 5 𝑂 Or ℝ
95, 6, 7, 8erdszelem5 35960 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝐴 ∈ (1...𝑁)) → (𝐾‘𝐴) ∈ (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}))
104, 9mpdan 700 . . 3 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}))
11 fvelima 6950 . . 3 ((Fun ♯ ∧ (𝐾‘𝐴) ∈ (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)})) → ∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))
123, 10, 11sylancr 599 . 2 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))
13 eqid 2761 . . . . . 6 {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} = {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}
1413erdszelem1 35956 . . . . 5 (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} ↔ (𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠))
15 simprl1 1237 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑠 ⊆ (1...𝐴))
16 elfzuz3 13653 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐴))
17 fzss2 13698 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐴) → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
184, 16, 173syl 19 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
1918adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
2015, 19sstrd 3941 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑠 ⊆ (1...𝑁))
21 velpw 4562 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ↔ 𝑠 ⊆ (1...𝑁))
2220, 21sylibr 237 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁))
23 erdszelem7.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝐾‘𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)))
245, 6, 7, 8erdszelem6 35961 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑁)⟶ℕ)
2524, 4ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ ℕ)
26 nnuz 13004 . . . . . . . . . . . . . 14 ℕ = (ℤ≥‘1)
2725, 26eleqtrdi 2871 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘1))
28 erdszelem7.r . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
29 nnz 12714 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℕ → 𝑅 ∈ ℤ)
30 peano2zm 12739 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℤ → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
3128, 29, 303syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
32 elfz5 13648 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘1) ∧ (𝑅 − 1) ∈ ℤ) → ((𝐾‘𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾‘𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3327, 31, 32syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐾‘𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾‘𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
34 nnltlem1 12766 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾‘𝐴) ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ ℕ) → ((𝐾‘𝐴) < 𝑅 ↔ (𝐾‘𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3525, 28, 34syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐾‘𝐴) < 𝑅 ↔ (𝐾‘𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3633, 35bitr4d 285 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐾‘𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾‘𝐴) < 𝑅))
3723, 36mtbid 327 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ (𝐾‘𝐴) < 𝑅)
3828nnred 12350 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
3913erdszelem2 35957 . . . . . . . . . . . . . 14 ((♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) ∈ Fin ∧ (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) ⊆ ℕ)
4039simpri 491 . . . . . . . . . . . . 13 (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) ⊆ ℕ
41 nnssre 12339 . . . . . . . . . . . . 13 ℕ ⊆ ℝ
4240, 41sstri 3940 . . . . . . . . . . . 12 (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) ⊆ ℝ
4342, 10sselid 3929 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ ℝ)
4438, 43lenltd 11456 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅 ≤ (𝐾‘𝐴) ↔ ¬ (𝐾‘𝐴) < 𝑅))
4537, 44mpbird 260 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑅 ≤ (𝐾‘𝐴))
4645adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑅 ≤ (𝐾‘𝐴))
47 simprr 785 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))
4846, 47breqtrrd 5133 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑅 ≤ (♯‘𝑠))
49 simprl2 1238 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))
5022, 48, 49jca32 525 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
5150expr 462 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠)) → ((♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))))
5214, 51sylan2b 606 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) → ((♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))))
5352expimpd 459 . . 3 (𝜑 → ((𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴)) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))))
5453reximdv2 3173 . 2 (𝜑 → (∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)} (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)))))
5512, 54mpd 16 1 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (♯‘𝑠) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3087  {crab 3413  Vcvv 3451   ∪ cun 3897   ⊆ wss 3899  𝒫 cpw 4557  {csn 4584   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   Or wor 5558   ↾ cres 5653   “ cima 5654  Fun wfun 6532  ⟶wf 6534  –1-1→wf1 6535  ‘cfv 6538   Isom wiso 6539  (class class class)co 7420  Fincfn 8973  supcsup 9432  ℝcr 11199  1c1 11201  +∞cpnf 11340   < clt 11343   ≤ cle 11344   − cmin 11541  ℕcn 12335  ℕ0cn0 12606  ℤcz 12693  ℤ≥cuz 12965  ...cfz 13639  ♯chash 14474
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  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-isom 6547  df-riota 7377  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-er 8717  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-n0 12607  df-xnn0 12680  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-hash 14475
This theorem is used by:  erdszelem11  35966
  Copyright terms: Public domain W3C validator