Theorem ramlb 16988

Description: Establish a lower bound on a Ramsey number. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Apr-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
ramlb.c	⊢ 𝐶 = (𝑎 ∈ V, 𝑖 ∈ ℕ0 ↦ {𝑏 ∈ 𝒫 𝑎 ∣ (♯‘𝑏) = 𝑖})
ramlb.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
ramlb.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑉)
ramlb.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑅⟶ℕ0)
ramlb.s	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
ramlb.g	⊢ (𝜑 → 𝐺:((1...𝑁)𝐶𝑀)⟶𝑅)
ramlb.i	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → ((𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐}) → (♯‘𝑥) < (𝐹‘𝑐)))

Assertion

Ref	Expression
ramlb	⊢ (𝜑 → 𝑁 < (𝑀 Ramsey 𝐹))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑐,𝐶   𝐹,𝑐,𝑥   𝐺,𝑐,𝑥   𝑎,𝑏,𝑐,𝑖,𝑥,𝑀   𝜑,𝑐,𝑥   𝑁,𝑐,𝑥   𝑅,𝑐,𝑥   𝑉,𝑐,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖,𝑎,𝑏)   𝐶(𝑖,𝑎,𝑏)   𝑅(𝑖,𝑎,𝑏)   𝐹(𝑖,𝑎,𝑏)   𝐺(𝑖,𝑎,𝑏)   𝑁(𝑖,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑖,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem ramlb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ramlb.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑎 ∈ V, 𝑖 ∈ ℕ0 ↦ {𝑏 ∈ 𝒫 𝑎 ∣ (♯‘𝑏) = 𝑖})
2		ramlb.m	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ0)
3	2	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → 𝑀 ∈ ℕ0)
4		ramlb.r	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑉)
5	4	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → 𝑅 ∈ 𝑉)
6		ramlb.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑅⟶ℕ0)
7	6	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → 𝐹:𝑅⟶ℕ0)
8		ramlb.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
9	8	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
10		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁)
11		ramubcl 16987	. . . . . 6 ⊢ (((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁)) → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0)
12	3, 5, 7, 9, 10, 11	syl32anc 1386	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0)
13		fzfid 13933	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → (1...𝑁) ∈ Fin)
14		hashfz1 14306	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
15	8, 14	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (♯‘(1...𝑁)) = 𝑁)
16	15	breq2d 5091	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ (♯‘(1...𝑁)) ↔ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁))
17	16	biimpar 478	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ (♯‘(1...𝑁)))
18		ramlb.g	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺:((1...𝑁)𝐶𝑀)⟶𝑅)
19	18	adantr 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → 𝐺:((1...𝑁)𝐶𝑀)⟶𝑅)
20	1, 3, 5, 7, 12, 13, 17, 19	rami 16984	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → ∃𝑐 ∈ 𝑅 ∃𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁)((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})))
21		elpwi 4543	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁) → 𝑥 ⊆ (1...𝑁))
22		ramlb.i	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → ((𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐}) → (♯‘𝑥) < (𝐹‘𝑐)))
23	22	adantlr 721	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → ((𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐}) → (♯‘𝑥) < (𝐹‘𝑐)))
24		fzfid 13933	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → (1...𝑁) ∈ Fin)
25		simprr 778	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → 𝑥 ⊆ (1...𝑁))
26	24, 25	ssfid 9176	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → 𝑥 ∈ Fin)
27		hashcl 14316	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ Fin → (♯‘𝑥) ∈ ℕ0)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → (♯‘𝑥) ∈ ℕ0)
29	28	nn0red 12497	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → (♯‘𝑥) ∈ ℝ)
30		simpl 483	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁)) → 𝑐 ∈ 𝑅)
31		ffvelcdm 7029	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐹:𝑅⟶ℕ0 ∧ 𝑐 ∈ 𝑅) → (𝐹‘𝑐) ∈ ℕ0)
32	7, 30, 31	syl2an 602	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → (𝐹‘𝑐) ∈ ℕ0)
33	32	nn0red 12497	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → (𝐹‘𝑐) ∈ ℝ)
34	29, 33	ltnled 11291	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → ((♯‘𝑥) < (𝐹‘𝑐) ↔ ¬ (𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥)))
35	23, 34	sylibd 240	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ⊆ (1...𝑁))) → ((𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐}) → ¬ (𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥)))
36	21, 35	sylanr2 689	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁))) → ((𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐}) → ¬ (𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥)))
37	36	con2d 134	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁))) → ((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) → ¬ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})))
38		imnan 400	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) → ¬ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})) ↔ ¬ ((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})))
39	37, 38	sylib 219	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁))) → ¬ ((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})))
40	39	pm2.21d 121	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) ∧ (𝑐 ∈ 𝑅 ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁))) → (((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})) → ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁))
41	40	rexlimdvva 3197	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → (∃𝑐 ∈ 𝑅 ∃𝑥 ∈ 𝒫 (1...𝑁)((𝐹‘𝑐) ≤ (♯‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝐺 “ {𝑐})) → ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁))
42	20, 41	mpd 15	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁) → ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁)
43	42	pm2.01da 804	. 2 ⊢ (𝜑 → ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁)
44	8	nn0red 12497	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ)
45	44	rexrd 11193	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℝ*)
46		ramxrcl 16986	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℝ*)
47	2, 4, 6, 46	syl3anc 1379	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℝ*)
48		xrltnle 11210	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ* ∧ (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℝ*) → (𝑁 < (𝑀 Ramsey 𝐹) ↔ ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁))
49	45, 47, 48	syl2anc 590	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 < (𝑀 Ramsey 𝐹) ↔ ¬ (𝑀 Ramsey 𝐹) ≤ 𝑁))
50	43, 49	mpbird 258	1 ⊢ (𝜑 → 𝑁 < (𝑀 Ramsey 𝐹))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∃wrex 3064  {crab 3392  Vcvv 3432   ⊆ wss 3890  𝒫 cpw 4536  {csn 4562   class class class wbr 5079  ^◡ccnv 5624   “ cima 5628  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363   ∈ cmpo 7365  Fincfn 8890  1c1 11037  ℝ^*cxr 11176   < clt 11177   ≤ cle 11178  ℕ₀cn0 12435  ...cfz 13459  ♯chash 14290   Ramsey cram 16968

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-er 8640  df-map 8772  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-sup 9352  df-inf 9353  df-card 9861  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-n0 12436  df-z 12523  df-uz 12787  df-fz 13460  df-hash 14291  df-ram 16970

This theorem is referenced by:  0ram  16989  ram0  16991