Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  fiphp3d Structured version   Unicode version

Theorem fiphp3d 29305
Description: Infinite pigeonhole principle for partitioning an infinite set between finitely many buckets. (Contributed by Stefan O'Rear, 18-Oct-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
fiphp3d.a  |-  ( ph  ->  A  ~~  NN )
fiphp3d.b  |-  ( ph  ->  B  e.  Fin )
fiphp3d.c  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  D  e.  B )
Assertion
Ref Expression
fiphp3d  |-  ( ph  ->  E. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN )
Distinct variable groups:    x, A, y    ph, x, y    x, B, y    y, D
Allowed substitution hint:    D( x)

Proof of Theorem fiphp3d
StepHypRef Expression
1 ominf 7635 . . . . 5  |-  -.  om  e.  Fin
2 fiphp3d.c . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  D  e.  B )
3 risset 2883 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( D  e.  B  <->  E. y  e.  B  y  =  D )
4 eqcom 2463 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  D  <->  D  =  y )
54rexbii 2858 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. y  e.  B  y  =  D  <->  E. y  e.  B  D  =  y )
63, 5bitri 249 . . . . . . . . . . 11  |-  ( D  e.  B  <->  E. y  e.  B  D  =  y )
72, 6sylib 196 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  E. y  e.  B  D  =  y )
87ralrimiva 2829 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  E. y  e.  B  D  =  y )
9 rabid2 3002 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  { x  e.  A  |  E. y  e.  B  D  =  y }  <->  A. x  e.  A  E. y  e.  B  D  =  y )
108, 9sylibr 212 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A  =  { x  e.  A  |  E. y  e.  B  D  =  y } )
11 iunrab 4324 . . . . . . . 8  |-  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  =  { x  e.  A  |  E. y  e.  B  D  =  y }
1210, 11syl6reqr 2514 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  =  A )
1312eleq1d 2523 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  <->  A  e.  Fin ) )
14 fiphp3d.a . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  A  ~~  NN )
15 nnenom 11918 . . . . . . . 8  |-  NN  ~~  om
16 entr 7470 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  ~~  NN  /\  NN  ~~  om )  ->  A  ~~  om )
1714, 15, 16sylancl 662 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  ~~  om )
18 enfi 7639 . . . . . . 7  |-  ( A 
~~  om  ->  ( A  e.  Fin  <->  om  e.  Fin ) )
1917, 18syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( A  e.  Fin  <->  om  e.  Fin ) )
2013, 19bitrd 253 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  <->  om  e.  Fin ) )
211, 20mtbiri 303 . . . 4  |-  ( ph  ->  -.  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
22 fiphp3d.b . . . . 5  |-  ( ph  ->  B  e.  Fin )
23 iunfi 7709 . . . . 5  |-  ( ( B  e.  Fin  /\  A. y  e.  B  {
x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )  ->  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
2422, 23sylan 471 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  A. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )  ->  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
2521, 24mtand 659 . . 3  |-  ( ph  ->  -.  A. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
26 rexnal 2853 . . 3  |-  ( E. y  e.  B  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  <->  -.  A. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
2725, 26sylibr 212 . 2  |-  ( ph  ->  E. y  e.  B  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )
2817, 15jctir 538 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( A  ~~  om  /\  NN  ~~  om )
)
29 ssrab2 3544 . . . . . 6  |-  { x  e.  A  |  D  =  y }  C_  A
3029jctl 541 . . . . 5  |-  ( -. 
{ x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  ->  ( { x  e.  A  |  D  =  y }  C_  A  /\  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin ) )
31 ctbnfien 29304 . . . . 5  |-  ( ( ( A  ~~  om  /\  NN  ~~  om )  /\  ( { x  e.  A  |  D  =  y }  C_  A  /\  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin ) )  ->  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN )
3228, 30, 31syl2an 477 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin )  ->  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN )
3332ex 434 . . 3  |-  ( ph  ->  ( -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  ->  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN ) )
3433reximdv 2931 . 2  |-  ( ph  ->  ( E. y  e.  B  -.  { x  e.  A  |  D  =  y }  e.  Fin  ->  E. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN ) )
3527, 34mpd 15 1  |-  ( ph  ->  E. y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  ~~  NN )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1370    e. wcel 1758   A.wral 2798   E.wrex 2799   {crab 2802    C_ wss 3435   U_ciun 4278   class class class wbr 4399   omcom 6585    ~~ cen 7416   Fincfn 7419   NNcn 10432
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1592  ax-4 1603  ax-5 1671  ax-6 1710  ax-7 1730  ax-8 1760  ax-9 1762  ax-10 1777  ax-11 1782  ax-12 1794  ax-13 1955  ax-ext 2432  ax-sep 4520  ax-nul 4528  ax-pow 4577  ax-pr 4638  ax-un 6481  ax-inf2 7957  ax-cnex 9448  ax-resscn 9449  ax-1cn 9450  ax-icn 9451  ax-addcl 9452  ax-addrcl 9453  ax-mulcl 9454  ax-mulrcl 9455  ax-mulcom 9456  ax-addass 9457  ax-mulass 9458  ax-distr 9459  ax-i2m1 9460  ax-1ne0 9461  ax-1rid 9462  ax-rnegex 9463  ax-rrecex 9464  ax-cnre 9465  ax-pre-lttri 9466  ax-pre-lttrn 9467  ax-pre-ltadd 9468  ax-pre-mulgt0 9469
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1373  df-ex 1588  df-nf 1591  df-sb 1703  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2649  df-nel 2650  df-ral 2803  df-rex 2804  df-reu 2805  df-rab 2807  df-v 3078  df-sbc 3293  df-csb 3395  df-dif 3438  df-un 3440  df-in 3442  df-ss 3449  df-pss 3451  df-nul 3745  df-if 3899  df-pw 3969  df-sn 3985  df-pr 3987  df-tp 3989  df-op 3991  df-uni 4199  df-int 4236  df-iun 4280  df-br 4400  df-opab 4458  df-mpt 4459  df-tr 4493  df-eprel 4739  df-id 4743  df-po 4748  df-so 4749  df-fr 4786  df-we 4788  df-ord 4829  df-on 4830  df-lim 4831  df-suc 4832  df-xp 4953  df-rel 4954  df-cnv 4955  df-co 4956  df-dm 4957  df-rn 4958  df-res 4959  df-ima 4960  df-iota 5488  df-fun 5527  df-fn 5528  df-f 5529  df-f1 5530  df-fo 5531  df-f1o 5532  df-fv 5533  df-riota 6160  df-ov 6202  df-oprab 6203  df-mpt2 6204  df-om 6586  df-recs 6941  df-rdg 6975  df-1o 7029  df-oadd 7033  df-er 7210  df-en 7420  df-dom 7421  df-sdom 7422  df-fin 7423  df-pnf 9530  df-mnf 9531  df-xr 9532  df-ltxr 9533  df-le 9534  df-sub 9707  df-neg 9708  df-nn 10433  df-n0 10690  df-z 10757  df-uz 10972
This theorem is referenced by:  pellexlem5  29321
  Copyright terms: Public domain W3C validator