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 36086
Description: Lemma for erdsze 36091. (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 14495 . . . 4 ♯:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞})
2 ffun 6723 . . . 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 36084 . . . 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 6961 . . 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 2763 . . . . . 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 36080 . . . . 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 13666 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ≥‘𝐴))
17 fzss2 13711 . . . . . . . . . . 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 3923 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹 ↾ 𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹 “ 𝑠)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑠) ∧ (♯‘𝑠) = (𝐾‘𝐴))) → 𝑠 ⊆ (1...𝑁))
21 velpw 4565 . . . . . . . 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 36085 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝐾:(1...𝑁)⟶ℕ)
2524, 4ffvelcdmd 7096 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ ℕ)
26 nnuz 13017 . . . . . . . . . . . . . 14 ℕ = (ℤ≥‘1)
2725, 26eleqtrdi 2874 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ (ℤ≥‘1))
28 erdszelem7.r . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
29 nnz 12727 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℕ → 𝑅 ∈ ℤ)
30 peano2zm 12752 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℤ → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
3128, 29, 303syl 19 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
32 elfz5 13661 . . . . . . . . . . . . 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 12779 . . . . . . . . . . . . 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 12363 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℝ)
3913erdszelem2 36081 . . . . . . . . . . . . . 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 12352 . . . . . . . . . . . . 13 ℕ ⊆ ℝ
4240, 41sstri 3922 . . . . . . . . . . . 12 (♯ “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹 ↾ 𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹 “ 𝑦)) ∧ 𝐴 ∈ 𝑦)}) ⊆ ℝ
4342, 10sselid 3911 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾‘𝐴) ∈ ℝ)
4438, 43lenltd 11469 . . . . . . . . . 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 5136 . . . . . . 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 3176 . 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 1569   ∈ wcel 2146  ∃wrex 3090  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∪ cun 4152  𝒫 cpw 4560  {csn 4588   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189   Or wor 5562   ↾ cres 5657   “ cima 5658  Fun wfun 6541  ⟶wf 6543  –1-1→wf1 6544  ‘cfv 6547   Isom wiso 6548  (class class class)co 7430  Fincfn 8987  supcsup 9445  ℝcr 11212  1c1 11214  +∞cpnf 11353   < clt 11356   ≤ cle 11357   − cmin 11554  ℕcn 12348  ℕ0cn0 12619  ℤcz 12706  ℤ≥cuz 12978  ...cfz 13652  ♯chash 14487
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 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290
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 2101  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 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8490  df-er 8731  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-fin 8991  df-sup 9447  df-card 10033  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-nn 12349  df-n0 12620  df-xnn0 12693  df-z 12707  df-uz 12979  df-fz 13653  df-hash 14488
This theorem is used by:  erdszelem11  36090
  Copyright terms: Public domain W3C validator