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 41766
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 4037 . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐵 ⊆ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}
32a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝐵 ⊆ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)})
43sseld 3975 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑏𝐵𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)}))
54imp 405 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)})
6 vex 3465 . . . . . . . . . . . . 13 𝑏 ∈ V
7 feq1 6704 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = 𝑏 → (:𝑆⟶ℕ0𝑏:𝑆⟶ℕ0))
8 simpl 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (( = 𝑏𝑖𝑆) → = 𝑏)
98fveq1d 6898 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (( = 𝑏𝑖𝑆) → (𝑖) = (𝑏𝑖))
109sumeq2dv 15685 . . . . . . . . . . . . . . 15 ( = 𝑏 → Σ𝑖𝑆 (𝑖) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖))
1110eqeq1d 2727 . . . . . . . . . . . . . 14 ( = 𝑏 → (Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁 ↔ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
127, 11anbi12d 630 . . . . . . . . . . . . 13 ( = 𝑏 → ((:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁) ↔ (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁)))
136, 12elab 3664 . . . . . . . . . . . 12 (𝑏 ∈ { ∣ (:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑖) = 𝑁)} ↔ (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
145, 13sylib 217 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁))
1514simpld 493 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
1615adantr 479 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
17163impa 1107 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑏:𝑆⟶ℕ0)
18 sticksstones17.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆)
19 f1of 6838 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2018, 19syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2120adantr 479 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
2221adantr 479 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
23223impa 1107 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑍:(1...𝐾)⟶𝑆)
24 simp3 1135 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → 𝑦 ∈ (1...𝐾))
2523, 24ffvelcdmd 7094 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑍𝑦) ∈ 𝑆)
2617, 25ffvelcdmd 7094 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) ∈ ℕ0)
27263expa 1115 . . . . . 6 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑦 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) ∈ ℕ0)
2827fmpttd 7124 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0)
29 eqidd 2726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
30 simpr 483 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → 𝑦 = 𝑖)
3130fveq2d 6900 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → (𝑍𝑦) = (𝑍𝑖))
3231fveq2d 6900 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) ∧ 𝑦 = 𝑖) → (𝑏‘(𝑍𝑦)) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
33 simpr 483 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → 𝑖 ∈ (1...𝐾))
34 fvexd 6911 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑏‘(𝑍𝑖)) ∈ V)
3529, 32, 33, 34fvmptd 7011 . . . . . . 7 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
3635sumeq2dv 15685 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)))
37 fveq2 6896 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (𝑍𝑖) → (𝑏𝑠) = (𝑏‘(𝑍𝑖)))
38 fzfi 13973 . . . . . . . . . 10 (1...𝐾) ∈ Fin
3938a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵) → (1...𝐾) ∈ Fin)
4018adantr 479 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑍:(1...𝐾)–1-1-onto𝑆)
41 eqidd 2726 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑍𝑖) = (𝑍𝑖))
42 nn0sscn 12510 . . . . . . . . . . . 12 0 ⊆ ℂ
4342a1i 11 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑏𝐵) → ℕ0 ⊆ ℂ)
44 fss 6739 . . . . . . . . . . 11 ((𝑏:𝑆⟶ℕ0 ∧ ℕ0 ⊆ ℂ) → 𝑏:𝑆⟶ℂ)
4515, 43, 44syl2anc 582 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑏𝐵) → 𝑏:𝑆⟶ℂ)
4645ffvelcdmda 7093 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑏𝐵) ∧ 𝑠𝑆) → (𝑏𝑠) ∈ ℂ)
4737, 39, 40, 41, 46fsumf1o 15705 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)))
4847eqcomd 2731 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)) = Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠))
49 fveq2 6896 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = 𝑖 → (𝑏𝑠) = (𝑏𝑖))
5049cbvsumv 15678 . . . . . . . . 9 Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖)
5150a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖))
5214simprd 494 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖𝑆 (𝑏𝑖) = 𝑁)
5351, 52eqtrd 2765 . . . . . . 7 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑠𝑆 (𝑏𝑠) = 𝑁)
5448, 53eqtrd 2765 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑏‘(𝑍𝑖)) = 𝑁)
5536, 54eqtrd 2765 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁)
5628, 55jca 510 . . . 4 ((𝜑𝑏𝐵) → ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0 ∧ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁))
57 fzfid 13974 . . . . . 6 ((𝜑𝑏𝐵) → (1...𝐾) ∈ Fin)
5857mptexd 7236 . . . . 5 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ V)
59 feq1 6704 . . . . . . 7 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → (𝑔:(1...𝐾)⟶ℕ0 ↔ (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))):(1...𝐾)⟶ℕ0))
60 simpl 481 . . . . . . . . . 10 ((𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → 𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
6160fveq1d 6898 . . . . . . . . 9 ((𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∧ 𝑖 ∈ (1...𝐾)) → (𝑔𝑖) = ((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖))
6261sumeq2dv 15685 . . . . . . . 8 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖))
6362eqeq1d 2727 . . . . . . 7 (𝑔 = (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) → (Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)(𝑔𝑖) = 𝑁 ↔ Σ𝑖 ∈ (1...𝐾)((𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦)))‘𝑖) = 𝑁))
6459, 63anbi12d 630 . . . . . 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 3662 . . . . 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 256 . . 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 2828 . 2 ((𝜑𝑏𝐵) → (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))) ∈ 𝐴)
71 sticksstones17.6 . 2 𝐺 = (𝑏𝐵 ↦ (𝑦 ∈ (1...𝐾) ↦ (𝑏‘(𝑍𝑦))))
7270, 71fmptd 7123 1 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 394  w3a 1084   = wceq 1533  wcel 2098  {cab 2702  Vcvv 3461  wss 3944  cmpt 5232  wf 6545  1-1-ontowf1o 6548  cfv 6549  (class class class)co 7419  Fincfn 8964  cc 11138  1c1 11141  0cn0 12505  ...cfz 13519  Σcsu 15668
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5365  ax-pr 5429  ax-un 7741  ax-inf2 9666  ax-cnex 11196  ax-resscn 11197  ax-1cn 11198  ax-icn 11199  ax-addcl 11200  ax-addrcl 11201  ax-mulcl 11202  ax-mulrcl 11203  ax-mulcom 11204  ax-addass 11205  ax-mulass 11206  ax-distr 11207  ax-i2m1 11208  ax-1ne0 11209  ax-1rid 11210  ax-rnegex 11211  ax-rrecex 11212  ax-cnre 11213  ax-pre-lttri 11214  ax-pre-lttrn 11215  ax-pre-ltadd 11216  ax-pre-mulgt0 11217  ax-pre-sup 11218
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2930  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3419  df-v 3463  df-sbc 3774  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3964  df-nul 4323  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4910  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5576  df-eprel 5582  df-po 5590  df-so 5591  df-fr 5633  df-se 5634  df-we 5635  df-xp 5684  df-rel 5685  df-cnv 5686  df-co 5687  df-dm 5688  df-rn 5689  df-res 5690  df-ima 5691  df-pred 6307  df-ord 6374  df-on 6375  df-lim 6376  df-suc 6377  df-iota 6501  df-fun 6551  df-fn 6552  df-f 6553  df-f1 6554  df-fo 6555  df-f1o 6556  df-fv 6557  df-isom 6558  df-riota 7375  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7872  df-1st 7994  df-2nd 7995  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8392  df-rdg 8431  df-1o 8487  df-er 8725  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9467  df-oi 9535  df-card 9964  df-pnf 11282  df-mnf 11283  df-xr 11284  df-ltxr 11285  df-le 11286  df-sub 11478  df-neg 11479  df-div 11904  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-n0 12506  df-z 12592  df-uz 12856  df-rp 13010  df-fz 13520  df-fzo 13663  df-seq 14003  df-exp 14063  df-hash 14326  df-cj 15082  df-re 15083  df-im 15084  df-sqrt 15218  df-abs 15219  df-clim 15468  df-sum 15669
This theorem is referenced by:  sticksstones19  41768
  Copyright terms: Public domain W3C validator