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 30385
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 7732 . . . . 5  |-  -.  om  e.  Fin
2 fiphp3d.c . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  A )  ->  D  e.  B )
3 risset 2987 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( D  e.  B  <->  E. y  e.  B  y  =  D )
4 eqcom 2476 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  D  <->  D  =  y )
54rexbii 2965 . . . . . . . . . . . 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 2878 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A. x  e.  A  E. y  e.  B  D  =  y )
9 rabid2 3039 . . . . . . . . 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 4372 . . . . . . . 8  |-  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  =  { x  e.  A  |  E. y  e.  B  D  =  y }
1210, 11syl6reqr 2527 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  U_ y  e.  B  { x  e.  A  |  D  =  y }  =  A )
1312eleq1d 2536 . . . . . 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 12058 . . . . . . . 8  |-  NN  ~~  om
16 entr 7567 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  ~~  NN  /\  NN  ~~  om )  ->  A  ~~  om )
1714, 15, 16sylancl 662 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A  ~~  om )
18 enfi 7736 . . . . . . 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 7808 . . . . 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 2912 . . 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 3585 . . . . . 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 30384 . . . . 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 2937 . 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 1379    e. wcel 1767   A.wral 2814   E.wrex 2815   {crab 2818    C_ wss 3476   U_ciun 4325   class class class wbr 4447   omcom 6684    ~~ cen 7513   Fincfn 7516   NNcn 10536
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6576  ax-inf2 8058  ax-cnex 9548  ax-resscn 9549  ax-1cn 9550  ax-icn 9551  ax-addcl 9552  ax-addrcl 9553  ax-mulcl 9554  ax-mulrcl 9555  ax-mulcom 9556  ax-addass 9557  ax-mulass 9558  ax-distr 9559  ax-i2m1 9560  ax-1ne0 9561  ax-1rid 9562  ax-rnegex 9563  ax-rrecex 9564  ax-cnre 9565  ax-pre-lttri 9566  ax-pre-lttrn 9567  ax-pre-ltadd 9568  ax-pre-mulgt0 9569
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-riota 6245  df-ov 6287  df-oprab 6288  df-mpt2 6289  df-om 6685  df-recs 7042  df-rdg 7076  df-1o 7130  df-oadd 7134  df-er 7311  df-en 7517  df-dom 7518  df-sdom 7519  df-fin 7520  df-pnf 9630  df-mnf 9631  df-xr 9632  df-ltxr 9633  df-le 9634  df-sub 9807  df-neg 9808  df-nn 10537  df-n0 10796  df-z 10865  df-uz 11083
This theorem is referenced by:  pellexlem5  30401
  Copyright terms: Public domain W3C validator