Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  erdszelem7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem erdszelem7 30433
 Description: Lemma for erdsze 30438. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
erdsze.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
erdsze.f (𝜑𝐹:(1...𝑁)–1-1→ℝ)
erdszelem.k 𝐾 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝑥𝑦)}), ℝ, < ))
erdszelem.o 𝑂 Or ℝ
erdszelem.a (𝜑𝐴 ∈ (1...𝑁))
erdszelem7.r (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
erdszelem7.m (𝜑 → ¬ (𝐾𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)))
Assertion
Ref Expression
erdszelem7 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑠,𝐹   𝐾,𝑠   𝐴,𝑠,𝑥,𝑦   𝑂,𝑠,𝑥,𝑦   𝑅,𝑠,𝑥,𝑦   𝑁,𝑠,𝑥,𝑦   𝜑,𝑠,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐾(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem erdszelem7
StepHypRef Expression
1 hashf 12987 . . . 4 #:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞})
2 ffun 5961 . . . 4 (#:V⟶(ℕ0 ∪ {+∞}) → Fun #)
31, 2ax-mp 5 . . 3 Fun #
4 erdszelem.a . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (1...𝑁))
5 erdsze.n . . . . 5 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
6 erdsze.f . . . . 5 (𝜑𝐹:(1...𝑁)–1-1→ℝ)
7 erdszelem.k . . . . 5 𝐾 = (𝑥 ∈ (1...𝑁) ↦ sup((# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝑥) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝑥𝑦)}), ℝ, < ))
8 erdszelem.o . . . . 5 𝑂 Or ℝ
95, 6, 7, 8erdszelem5 30431 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ (1...𝑁)) → (𝐾𝐴) ∈ (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}))
104, 9mpdan 699 . . 3 (𝜑 → (𝐾𝐴) ∈ (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}))
11 fvelima 6158 . . 3 ((Fun # ∧ (𝐾𝐴) ∈ (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)})) → ∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))
123, 10, 11sylancr 694 . 2 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))
13 eqid 2610 . . . . . 6 {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} = {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}
1413erdszelem1 30427 . . . . 5 (𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} ↔ (𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠))
15 simprl1 1099 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → 𝑠 ⊆ (1...𝐴))
16 elfzuz3 12210 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ (1...𝑁) → 𝑁 ∈ (ℤ𝐴))
17 fzss2 12252 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ (ℤ𝐴) → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
184, 16, 173syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
1918adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → (1...𝐴) ⊆ (1...𝑁))
2015, 19sstrd 3578 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → 𝑠 ⊆ (1...𝑁))
21 selpw 4115 . . . . . . . 8 (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ↔ 𝑠 ⊆ (1...𝑁))
2220, 21sylibr 223 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → 𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁))
23 erdszelem7.m . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ¬ (𝐾𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)))
245, 6, 7, 8erdszelem6 30432 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝐾:(1...𝑁)⟶ℕ)
2524, 4ffvelrnd 6268 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝐾𝐴) ∈ ℕ)
26 nnuz 11599 . . . . . . . . . . . . . 14 ℕ = (ℤ‘1)
2725, 26syl6eleq 2698 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝐾𝐴) ∈ (ℤ‘1))
28 erdszelem7.r . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑅 ∈ ℕ)
29 nnz 11276 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℕ → 𝑅 ∈ ℤ)
30 peano2zm 11297 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑅 ∈ ℤ → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
3128, 29, 303syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑅 − 1) ∈ ℤ)
32 elfz5 12205 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾𝐴) ∈ (ℤ‘1) ∧ (𝑅 − 1) ∈ ℤ) → ((𝐾𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3327, 31, 32syl2anc 691 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐾𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
34 nnltlem1 11320 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐾𝐴) ∈ ℕ ∧ 𝑅 ∈ ℕ) → ((𝐾𝐴) < 𝑅 ↔ (𝐾𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3525, 28, 34syl2anc 691 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝐾𝐴) < 𝑅 ↔ (𝐾𝐴) ≤ (𝑅 − 1)))
3633, 35bitr4d 270 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((𝐾𝐴) ∈ (1...(𝑅 − 1)) ↔ (𝐾𝐴) < 𝑅))
3723, 36mtbid 313 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ¬ (𝐾𝐴) < 𝑅)
3828nnred 10912 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 ∈ ℝ)
3913erdszelem2 30428 . . . . . . . . . . . . . 14 ((# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}) ∈ Fin ∧ (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}) ⊆ ℕ)
4039simpri 477 . . . . . . . . . . . . 13 (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}) ⊆ ℕ
41 nnssre 10901 . . . . . . . . . . . . 13 ℕ ⊆ ℝ
4240, 41sstri 3577 . . . . . . . . . . . 12 (# “ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}) ⊆ ℝ
4342, 10sseldi 3566 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐾𝐴) ∈ ℝ)
4438, 43lenltd 10062 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑅 ≤ (𝐾𝐴) ↔ ¬ (𝐾𝐴) < 𝑅))
4537, 44mpbird 246 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 ≤ (𝐾𝐴))
4645adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → 𝑅 ≤ (𝐾𝐴))
47 simprr 792 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))
4846, 47breqtrrd 4611 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → 𝑅 ≤ (#‘𝑠))
49 simprl2 1100 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)))
5022, 48, 49jca32 556 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ((𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠) ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴))) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)))))
5150expr 641 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑠 ⊆ (1...𝐴) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)) ∧ 𝐴𝑠)) → ((#‘𝑠) = (𝐾𝐴) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠))))))
5214, 51sylan2b 491 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)}) → ((#‘𝑠) = (𝐾𝐴) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠))))))
5352expimpd 627 . . 3 (𝜑 → ((𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} ∧ (#‘𝑠) = (𝐾𝐴)) → (𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁) ∧ (𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠))))))
5453reximdv2 2997 . 2 (𝜑 → (∃𝑠 ∈ {𝑦 ∈ 𝒫 (1...𝐴) ∣ ((𝐹𝑦) Isom < , 𝑂 (𝑦, (𝐹𝑦)) ∧ 𝐴𝑦)} (#‘𝑠) = (𝐾𝐴) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠)))))
5512, 54mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑠 ∈ 𝒫 (1...𝑁)(𝑅 ≤ (#‘𝑠) ∧ (𝐹𝑠) Isom < , 𝑂 (𝑠, (𝐹𝑠))))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∃wrex 2897  {crab 2900  Vcvv 3173   ∪ cun 3538   ⊆ wss 3540  𝒫 cpw 4108  {csn 4125   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643   Or wor 4958   ↾ cres 5040   “ cima 5041  Fun wfun 5798  ⟶wf 5800  –1-1→wf1 5801  ‘cfv 5804   Isom wiso 5805  (class class class)co 6549  Fincfn 7841  supcsup 8229  ℝcr 9814  1c1 9816  +∞cpnf 9950   < clt 9953   ≤ cle 9954   − cmin 10145  ℕcn 10897  ℕ0cn0 11169  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  ...cfz 12197  #chash 12979 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-n0 11170  df-xnn0 11241  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198  df-hash 12980 This theorem is referenced by:  erdszelem11  30437
 Copyright terms: Public domain W3C validator