Theorem sticksstones14 42178

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 4046	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → {𝑔 ∣ (𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...(𝐾 + 1))(𝑔‘𝑖) = 𝑁)} ⊆ {𝑔 ∣ 𝑔:(1...(𝐾 + 1))⟶ℕ0})
6		fzfid 13996	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (1...(𝐾 + 1)) ∈ Fin)
7		nn0ex 12512	. . . . . . 7 ⊢ ℕ0 ∈ V
8	7	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
9		mapex 7942	. . . . . 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 5298	. . . . 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 2835	. . 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 42177	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
20	13, 19	hasheqf1od 14376	. 2 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))
21	14, 15	nn0addcld 12571	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 + 𝐾) ∈ ℕ0)
22	21, 15, 18	sticksstones5 42168	. 2 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐵) = ((𝑁 + 𝐾)C𝐾))
23	20, 22	eqtrd 2771	1 ⊢ (𝜑 → (♯‘𝐴) = ((𝑁 + 𝐾)C𝐾))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  {cab 2714  ∀wral 3052  Vcvv 3464   ⊆ wss 3931  ifcif 4505  {csn 4606  ⟨cop 4612   class class class wbr 5124   ↦ cmpt 5206  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Fincfn 8964  0cc0 11134  1c1 11135   + caddc 11137   < clt 11274   − cmin 11471  ℕ₀cn0 12506  ...cfz 13529  Ccbc 14325  ♯chash 14353  Σcsu 15707

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-rep 5254  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-inf2 9660  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211  ax-pre-sup 11212

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 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-int 4928  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-oadd 8489  df-er 8724  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9459  df-inf 9460  df-oi 9529  df-dju 9920  df-card 9958  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-div 11900  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-n0 12507  df-z 12594  df-uz 12858  df-rp 13014  df-ico 13373  df-fz 13530  df-fzo 13677  df-seq 14025  df-exp 14085  df-fac 14297  df-bc 14326  df-hash 14354  df-cj 15123  df-re 15124  df-im 15125  df-sqrt 15259  df-abs 15260  df-clim 15509  df-sum 15708

This theorem is referenced by:  sticksstones15  42179