Theorem sticksstones14 42119

Description: Sticks and stones with definitions as hypotheses. (Contributed by metakunt, 7-Oct-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
sticksstones14.1	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
sticksstones14.2	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)
sticksstones14.3	⊢ 𝐹 = (𝑎 ∈ 𝐴 ↦ (𝑗 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑗 + Σ𝑙 ∈ (1...𝑗)(𝑎‘𝑙))))
sticksstones14.4	⊢ 𝐺 = (𝑏 ∈ 𝐵 ↦ if(𝐾 = 0, {⟨1, 𝑁⟩}, (𝑘 ∈ (1...(𝐾 + 1)) ↦ if(𝑘 = (𝐾 + 1), ((𝑁 + 𝐾) − (𝑏‘𝐾)), if(𝑘 = 1, ((𝑏‘1) − 1), (((𝑏‘𝑘) − (𝑏‘(𝑘 − 1))) − 1))))))
sticksstones14.5	⊢ 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)}
sticksstones14.6	⊢ 𝐵 = {𝑓 ∣ (𝑓:(1...𝐾)⟶(1...(𝑁 + 𝐾)) ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝐾)∀𝑦 ∈ (1...𝐾)(𝑥 < 𝑦 → (𝑓‘𝑥) < (𝑓‘𝑦)))}

Assertion

Ref	Expression
sticksstones14	⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) = ((𝑁 + 𝐾)C𝐾))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑎,𝑖,𝑘,𝑙   𝐴,𝑏,𝑖,𝑘,𝑙   𝐴,𝑗,𝑥,𝑦,𝑎,𝑘,𝑙   𝐵,𝑎,𝑓,𝑗,𝑙   𝐵,𝑏,𝑓,𝑗   𝐵,𝑖,𝑘   𝐹,𝑏,𝑖,𝑘   𝐾,𝑎,𝑓,𝑗,𝑙,𝑥,𝑦   𝐾,𝑏,𝑥,𝑦   𝑔,𝐾,𝑖,𝑘,𝑎   𝑁,𝑎,𝑓,𝑗,𝑙,𝑥,𝑦   𝑁,𝑏,𝑔,𝑖,𝑘   𝜑,𝑎,𝑓,𝑗,𝑙,𝑥,𝑦   𝑔,𝑏,𝜑,𝑖,𝑘

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑓,𝑔)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑔)   𝐹(𝑥,𝑦,𝑓,𝑔,𝑗,𝑎,𝑙)   𝐺(𝑥,𝑦,𝑓,𝑔,𝑖,𝑗,𝑘,𝑎,𝑏,𝑙)

Proof of Theorem sticksstones14

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sticksstones14.5	. . . . 5 ⊢ 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)}
2	1	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)})
3		simpl 482	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁) → 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0)
4	3	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁) → 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0))
5	4	ss2abdv 4041	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)} ⊆ {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0})
6		fzfid 13989	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1...(𝐾 + 1)) ∈ Fin)
7		nn0ex 12505	. . . . . . 7 ⊢ ℕ0 ∈ V
8	7	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
9		mapex 7935	. . . . . 6 ⊢ (((1...(𝐾 + 1)) ∈ Fin ∧ ℕ0 ∈ V) → {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0} ∈ V)
10	6, 8, 9	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0} ∈ V)
11		ssexg 5293	. . . . 5 ⊢ (({𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)} ⊆ {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0} ∧ {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0} ∈ V) → {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)} ∈ V)
12	5, 10, 11	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)} ∈ V)
13	2, 12	eqeltrd 2834	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ V)
14		sticksstones14.1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
15		sticksstones14.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ0)
16		sticksstones14.3	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑎 ∈ 𝐴 ↦ (𝑗 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑗 + Σ𝑙 ∈ (1...𝑗)(𝑎‘𝑙))))
17		sticksstones14.4	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (𝑏 ∈ 𝐵 ↦ if(𝐾 = 0, {⟨1, 𝑁⟩}, (𝑘 ∈ (1...(𝐾 + 1)) ↦ if(𝑘 = (𝐾 + 1), ((𝑁 + 𝐾) − (𝑏‘𝐾)), if(𝑘 = 1, ((𝑏‘1) − 1), (((𝑏‘𝑘) − (𝑏‘(𝑘 − 1))) − 1))))))
18		sticksstones14.6	. . . 4 ⊢ 𝐵 = {𝑓 ∣ (𝑓:(1...𝐾)⟶(1...(𝑁 + 𝐾)) ∧ ∀𝑥 ∈ (1...𝐾)∀𝑦 ∈ (1...𝐾)(𝑥 < 𝑦 → (𝑓‘𝑥) < (𝑓‘𝑦)))}
19	14, 15, 16, 17, 1, 18	sticksstones13 42118	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
20	13, 19	hasheqf1od 14369	. 2 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))
21	14, 15	nn0addcld 12564	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 𝐾) ∈ ℕ0)
22	21, 15, 18	sticksstones5 42109	. 2 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) = ((𝑁 + 𝐾)C𝐾))
23	20, 22	eqtrd 2770	1 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) = ((𝑁 + 𝐾)C𝐾))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  {cab 2713  ∀wral 3051  Vcvv 3459   ⊆ wss 3926  ifcif 4500  {csn 4601  ⟨cop 4607   class class class wbr 5119   ↦ cmpt 5201  ⟶wf 6526  ‘cfv 6530  (class class class)co 7403  Fincfn 8957  0cc0 11127  1c1 11128   + caddc 11130   < clt 11267   − cmin 11464  ℕ₀cn0 12499  ...cfz 13522  Ccbc 14318  ♯chash 14346  Σcsu 15700

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7727  ax-inf2 9653  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204  ax-pre-sup 11205

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-se 5607  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6483  df-fun 6532  df-fn 6533  df-f 6534  df-f1 6535  df-fo 6536  df-f1o 6537  df-fv 6538  df-isom 6539  df-riota 7360  df-ov 7406  df-oprab 7407  df-mpo 7408  df-om 7860  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8478  df-oadd 8482  df-er 8717  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-sup 9452  df-inf 9453  df-oi 9522  df-dju 9913  df-card 9951  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11466  df-neg 11467  df-div 11893  df-nn 12239  df-2 12301  df-3 12302  df-n0 12500  df-z 12587  df-uz 12851  df-rp 13007  df-ico 13366  df-fz 13523  df-fzo 13670  df-seq 14018  df-exp 14078  df-fac 14290  df-bc 14319  df-hash 14347  df-cj 15116  df-re 15117  df-im 15118  df-sqrt 15252  df-abs 15253  df-clim 15502  df-sum 15701

This theorem is referenced by:  sticksstones15  42120