Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  sticksstones17 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem sticksstones17 42663
Description: Extend sticks and stones to finite sets, bijective builder. (Contributed by metakunt, 23-Oct-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
sticksstones17.1 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
sticksstones17.2 (𝜑𝐾 ∈ ℕ0)
sticksstones17.3 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)}
sticksstones17.4 𝐵 = { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}
sticksstones17.5 (𝜑𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆)
sticksstones17.6 𝐺 = (𝑏𝐵 ↦ (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
Assertion
Ref Expression
sticksstones17 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑏   𝐵,𝑏,𝑖,𝑦   𝑔,𝐾,𝑖,𝑦   𝑔,𝑁   ,𝑁   𝑆,,𝑖   𝑔,𝑍,𝑖,𝑦   𝑔,𝑏   ,𝑏   𝜑,𝑏,𝑖,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑔,)   𝐴(𝑦,𝑔,,𝑖)   𝐵(𝑔,)   𝑆(𝑦,𝑔,𝑏)   𝐺(𝑦,𝑔,,𝑖,𝑏)   𝐾(,𝑏)   𝑁(𝑦,𝑖,𝑏)   𝑍(,𝑏)

Proof of Theorem sticksstones17
Dummy variable 𝑠 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 sticksstones17.4 . . . . . . . . . . . . . . . 16 𝐵 = { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}
21eqimssi 3977 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐵 ⊆ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}
32a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ⊆ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)})
43sseld 3916 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑏𝐵𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}))
54imp 408 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)})
6 vex 3437 . . . . . . . . . . . . 13 𝑏 ∈ V
7 feq1 6637 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = 𝑏 → (:𝑆⟶ℕ0𝑏:𝑆⟶ℕ0))
8 simpl 484 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (( = 𝑏𝑖𝑆) → = 𝑏)
98fveq1d 6833 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (( = 𝑏𝑖𝑆) → (𝑖) = (𝑏𝑖))
109sumeq2dv 15659 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( = 𝑏 → Σ𝑖𝑆 (𝑖) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖))
1110eqeq1d 2743 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = 𝑏 → (Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁 ↔ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
127, 11anbi12d 639 . . . . . . . . . . . . 13 ( = 𝑏 → ((:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁) ↔ (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁)))
136, 12elab 3619 . . . . . . . . . . . 12 (𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)} ↔ (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
145, 13sylib 220 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
1514simpld 496 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
1615adantr 482 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
17163impa 1116 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
18 sticksstones17.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆)
19 f1of 6771 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2120adantr 482 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2221adantr 482 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
23223impa 1116 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
24 simp3 1145 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑦 ∈ (1...𝐾))
2523, 24ffvelcdmd 7030 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑍𝑦) ∈ 𝑆)
2617, 25ffvelcdmd 7030 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) ∈ ℕ0)
27263expa 1125 . . . . . 6 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) ∈ ℕ0)
2827fmpttd 7060 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0)
29 eqidd 2742 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
30 simpr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → 𝑦 = 𝑖)
3130fveq2d 6835 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → (𝑍𝑦) = (𝑍𝑖))
3231fveq2d 6835 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
33 simpr 486 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → 𝑖 ∈ (1...𝐾))
34 fvexd 6846 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑖)) ∈ V)
3529, 32, 33, 34fvmptd 6947 . . . . . . 7 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
3635sumeq2dv 15659 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)))
37 fveq2 6831 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (𝑍𝑖) → (𝑏𝑠) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
38 fzfi 13929 . . . . . . . . . 10 (1...𝐾) ∈ Fin
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵) → (1...𝐾) ∈ Fin)
4018adantr 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆)
41 eqidd 2742 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑍𝑖) = (𝑍𝑖))
42 nn0sscn 12437 . . . . . . . . . . . 12 0 ⊆ ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → ℕ0 ⊆ ℂ)
44 fss 6675 . . . . . . . . . . 11 ((𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ ℕ0 ⊆ ℂ) → 𝑏:𝑆⟶ℂ)
4515, 43, 44syl2anc 591 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏:𝑆⟶ℂ)
4645ffvelcdmda 7029 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑠𝑆) → (𝑏𝑠) ∈ ℂ)
4737, 39, 40, 41, 46fsumf1o 15680 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)))
4847eqcomd 2747 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)) = Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠))
49 fveq2 6831 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = 𝑖 → (𝑏𝑠) = (𝑏𝑖))
5049cbvsumv 15653 . . . . . . . . 9 Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖)
5150a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖))
5214simprd 497 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁)
5351, 52eqtrd 2776 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = 𝑁)
5448, 53eqtrd 2776 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)) = 𝑁)
5536, 54eqtrd 2776 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁)
5628, 55jca 517 . . . 4 ((𝜑𝑏𝐵) → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁))
57 fzfid 13930 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → (1...𝐾) ∈ Fin)
5857mptexd 7172 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ V)
59 feq1 6637 . . . . . . 7 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ↔ (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0))
60 simpl 484 . . . . . . . . . 10 ((𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → 𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
6160fveq1d 6833 . . . . . . . . 9 ((𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑔𝑖) = ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖))
6261sumeq2dv 15659 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖))
6362eqeq1d 2743 . . . . . . 7 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → (Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁 ↔ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁))
6459, 63anbi12d 639 . . . . . 6 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → ((𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁) ↔ ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁)))
6564elabg 3616 . . . . 5 ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ V → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)} ↔ ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁)))
6658, 65syl 17 . . . 4 ((𝜑𝑏𝐵) → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)} ↔ ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁)))
6756, 66mpbird 259 . . 3 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)})
68 sticksstones17.3 . . . 4 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)}
6968a1i 11 . . 3 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝐴 = {𝑔 ∣ (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁)})
7067, 69eleqtrrd 2844 . 2 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ 𝐴)
71 sticksstones17.6 . 2 𝐺 = (𝑏𝐵 ↦ (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
7270, 71fmptd 7059 1 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 397  w3a 1093   = wceq 1548  wcel 2121  {cab 2719  Vcvv 3433  wss 3885  cmpt 5156  wf 6485  1-1-ontowf1o 6488  cfv 6489  (class class class)co 7360  Fincfn 8887  cc 11031  1c1 11034  0cn0 12432  ...cfz 13456  Σcsu 15643
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1975  ax-7 2016  ax-8 2123  ax-9 2131  ax-10 2154  ax-11 2170  ax-12 2191  ax-ext 2713  ax-rep 5202  ax-sep 5221  ax-nul 5231  ax-pow 5297  ax-pr 5365  ax-un 7682  ax-inf2 9557  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110  ax-pre-sup 11111
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 398  df-or 855  df-3or 1094  df-3an 1095  df-tru 1551  df-fal 1561  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2075  df-mo 2545  df-eu 2575  df-clab 2720  df-cleq 2733  df-clel 2816  df-nfc 2890  df-ne 2937  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3066  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3394  df-v 3435  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4265  df-if 4458  df-pw 4534  df-sn 4559  df-pr 4561  df-op 4565  df-uni 4842  df-int 4881  df-iun 4926  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5157  df-tr 5183  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-isom 6498  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-er 8637  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-sup 9349  df-oi 9419  df-card 9858  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-div 11803  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-n0 12433  df-z 12520  df-uz 12784  df-rp 12938  df-fz 13457  df-fzo 13604  df-seq 13959  df-exp 14019  df-hash 14288  df-cj 15056  df-re 15057  df-im 15058  df-sqrt 15192  df-abs 15193  df-clim 15445  df-sum 15644
This theorem is referenced by:  sticksstones19  42665
  Copyright terms: Public domain W3C validator