MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  vdwnnlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem vdwnnlem1 16927
Description: Corollary of vdw 16926, and lemma for vdwnn 16930. If ๐น is a coloring of the integers, then there are arbitrarily long monochromatic APs in ๐น. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Sep-2014.)
Assertion
Ref Expression
vdwnnlem1 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
Distinct variable groups:   ๐‘Ž,๐‘‘,๐‘š,๐‘,๐พ   ๐‘…,๐‘Ž,๐‘,๐‘‘   ๐น,๐‘Ž,๐‘,๐‘‘,๐‘š
Allowed substitution hint:   ๐‘…(๐‘š)

Proof of Theorem vdwnnlem1
Dummy variables ๐‘“ ๐‘› are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vdw 16926 . . 3 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„• โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}))
213adant2 1131 . 2 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„• โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}))
3 simpl2 1192 . . . . . . 7 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ ๐น:โ„•โŸถ๐‘…)
4 fz1ssnn 13531 . . . . . . 7 (1...๐‘›) โŠ† โ„•
5 fssres 6757 . . . . . . 7 ((๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง (1...๐‘›) โŠ† โ„•) โ†’ (๐น โ†พ (1...๐‘›)):(1...๐‘›)โŸถ๐‘…)
63, 4, 5sylancl 586 . . . . . 6 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ (๐น โ†พ (1...๐‘›)):(1...๐‘›)โŸถ๐‘…)
7 simpl1 1191 . . . . . . 7 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ ๐‘… โˆˆ Fin)
8 ovex 7441 . . . . . . 7 (1...๐‘›) โˆˆ V
9 elmapg 8832 . . . . . . 7 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง (1...๐‘›) โˆˆ V) โ†’ ((๐น โ†พ (1...๐‘›)) โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›)) โ†” (๐น โ†พ (1...๐‘›)):(1...๐‘›)โŸถ๐‘…))
107, 8, 9sylancl 586 . . . . . 6 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ ((๐น โ†พ (1...๐‘›)) โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›)) โ†” (๐น โ†พ (1...๐‘›)):(1...๐‘›)โŸถ๐‘…))
116, 10mpbird 256 . . . . 5 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›)))
12 cnveq 5873 . . . . . . . . . . 11 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ โ—ก๐‘“ = โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)))
1312imaeq1d 6058 . . . . . . . . . 10 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) = (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}))
1413eleq2d 2819 . . . . . . . . 9 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ ((๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†” (๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
1514ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†” โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
16152rexbidv 3219 . . . . . . 7 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
1716rexbidv 3178 . . . . . 6 (๐‘“ = (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ†’ (โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†” โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
1817rspcv 3608 . . . . 5 ((๐น โ†พ (1...๐‘›)) โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›)) โ†’ (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
1911, 18syl 17 . . . 4 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘})))
20 resss 6006 . . . . . . . . . 10 (๐น โ†พ (1...๐‘›)) โŠ† ๐น
21 cnvss 5872 . . . . . . . . . 10 ((๐น โ†พ (1...๐‘›)) โŠ† ๐น โ†’ โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โŠ† โ—ก๐น)
22 imass1 6100 . . . . . . . . . 10 (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โŠ† โ—ก๐น โ†’ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โŠ† (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2320, 21, 22mp2b 10 . . . . . . . . 9 (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โŠ† (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})
2423sseli 3978 . . . . . . . 8 ((๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โ†’ (๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2524ralimi 3083 . . . . . . 7 (โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2625reximi 3084 . . . . . 6 (โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2726reximi 3084 . . . . 5 (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2827reximi 3084 . . . 4 (โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก(๐น โ†พ (1...๐‘›)) โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
2919, 28syl6 35 . . 3 (((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•) โ†’ (โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
3029rexlimdva 3155 . 2 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ (โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„• โˆ€๐‘“ โˆˆ (๐‘… โ†‘m (1...๐‘›))โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐‘“ โ€œ {๐‘}) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘})))
312, 30mpd 15 1 ((๐‘… โˆˆ Fin โˆง ๐น:โ„•โŸถ๐‘… โˆง ๐พ โˆˆ โ„•0) โ†’ โˆƒ๐‘ โˆˆ ๐‘… โˆƒ๐‘Ž โˆˆ โ„• โˆƒ๐‘‘ โˆˆ โ„• โˆ€๐‘š โˆˆ (0...(๐พ โˆ’ 1))(๐‘Ž + (๐‘š ยท ๐‘‘)) โˆˆ (โ—ก๐น โ€œ {๐‘}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โˆƒwrex 3070  Vcvv 3474   โŠ† wss 3948  {csn 4628  โ—กccnv 5675   โ†พ cres 5678   โ€œ cima 5679  โŸถwf 6539  (class class class)co 7408   โ†‘m cmap 8819  Fincfn 8938  0cc0 11109  1c1 11110   + caddc 11112   ยท cmul 11114   โˆ’ cmin 11443  โ„•cn 12211  โ„•0cn0 12471  ...cfz 13483
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-oadd 8469  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-dju 9895  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-n0 12472  df-xnn0 12544  df-z 12558  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-hash 14290  df-vdwap 16900  df-vdwmc 16901  df-vdwpc 16902
This theorem is referenced by:  vdwnnlem3  16929
  Copyright terms: Public domain W3C validator