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Theorem eldioph2lem2

Description: Lemma for eldioph2 . Construct necessary renaming function for one direction. (Contributed by Stefan O'Rear, 8-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion eldioph2lem2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N → ∃ c c : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simplr ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N → ¬ S ∈ Fin
2 fzfi ⊢ 1 … N ∈ Fin
3 difinf ⊢ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ∈ Fin → ¬ S ∖ 1 … N ∈ Fin
4 1 2 3 sylancl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N → ¬ S ∖ 1 … N ∈ Fin
5 fzfi ⊢ 1 … A ∈ Fin
6 diffi ⊢ 1 … A ∈ Fin → 1 … A ∖ 1 … N ∈ Fin
7 5 6 ax-mp ⊢ 1 … A ∖ 1 … N ∈ Fin
8 isinffi ⊢ ¬ S ∖ 1 … N ∈ Fin ∧ 1 … A ∖ 1 … N ∈ Fin → ∃ a a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N
9 4 7 8 sylancl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N → ∃ a a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N
10 f1f1orn ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a
11 10 adantl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a
12 f1oi ⊢ I ↾ 1 … N : 1 … N ⟶ 1-1 onto 1 … N
13 12 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → I ↾ 1 … N : 1 … N ⟶ 1-1 onto 1 … N
14 disjdifr ⊢ 1 … A ∖ 1 … N ∩ 1 … N = ∅
15 14 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … A ∖ 1 … N ∩ 1 … N = ∅
16 f1f ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ S ∖ 1 … N
17 16 frnd ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ⊆ S ∖ 1 … N
18 17 adantl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ⊆ S ∖ 1 … N
19 18 ssrind ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ∩ 1 … N ⊆ S ∖ 1 … N ∩ 1 … N
20 disjdifr ⊢ S ∖ 1 … N ∩ 1 … N = ∅
21 19 20 sseqtrdi ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ∩ 1 … N ⊆ ∅
22 ss0 ⊢ ran ⁡ a ∩ 1 … N ⊆ ∅ → ran ⁡ a ∩ 1 … N = ∅
23 21 22 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ∩ 1 … N = ∅
24 f1oun ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a ∧ I ↾ 1 … N : 1 … N ⟶ 1-1 onto 1 … N ∧ 1 … A ∖ 1 … N ∩ 1 … N = ∅ ∧ ran ⁡ a ∩ 1 … N = ∅ → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a ∪ 1 … N
25 11 13 15 23 24 syl22anc ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a ∪ 1 … N
26 f1of1 ⊢ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ a ∪ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N
27 25 26 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N
28 uncom ⊢ 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N = 1 … N ∪ 1 … A ∖ 1 … N
29 simplrr ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → A ∈ ℤ ≥ N
30 fzss2 ⊢ A ∈ ℤ ≥ N → 1 … N ⊆ 1 … A
31 29 30 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … N ⊆ 1 … A
32 undif ⊢ 1 … N ⊆ 1 … A ↔ 1 … N ∪ 1 … A ∖ 1 … N = 1 … A
33 31 32 sylib ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … N ∪ 1 … A ∖ 1 … N = 1 … A
34 28 33 eqtrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N = 1 … A
35 f1eq2 ⊢ 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N = 1 … A → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N ↔ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N
36 34 35 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ∖ 1 … N ∪ 1 … N ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N ↔ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N
37 27 36 mpbid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N
38 17 difss2d ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ⊆ S
39 38 adantl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ⊆ S
40 simplrl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … N ⊆ S
41 39 40 unssd ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ran ⁡ a ∪ 1 … N ⊆ S
42 f1ss ⊢ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 ran ⁡ a ∪ 1 … N ∧ ran ⁡ a ∪ 1 … N ⊆ S → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 S
43 37 41 42 syl2anc ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 S
44 resundir ⊢ a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = a ↾ 1 … N ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N
45 dmres ⊢ dom ⁡ a ↾ 1 … N = 1 … N ∩ dom ⁡ a
46 incom ⊢ 1 … N ∩ dom ⁡ a = dom ⁡ a ∩ 1 … N
47 f1dm ⊢ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → dom ⁡ a = 1 … A ∖ 1 … N
48 47 adantl ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → dom ⁡ a = 1 … A ∖ 1 … N
49 48 ineq1d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → dom ⁡ a ∩ 1 … N = 1 … A ∖ 1 … N ∩ 1 … N
50 49 14 eqtrdi ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → dom ⁡ a ∩ 1 … N = ∅
51 46 50 eqtrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → 1 … N ∩ dom ⁡ a = ∅
52 45 51 eqtrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → dom ⁡ a ↾ 1 … N = ∅
53 relres ⊢ Rel ⁡ a ↾ 1 … N
54 reldm0 ⊢ Rel ⁡ a ↾ 1 … N → a ↾ 1 … N = ∅ ↔ dom ⁡ a ↾ 1 … N = ∅
55 53 54 ax-mp ⊢ a ↾ 1 … N = ∅ ↔ dom ⁡ a ↾ 1 … N = ∅
56 52 55 sylibr ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ↾ 1 … N = ∅
57 residm ⊢ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
58 57 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
59 56 58 uneq12d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ↾ 1 … N ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = ∅ ∪ I ↾ 1 … N
60 uncom ⊢ ∅ ∪ I ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N ∪ ∅
61 un0 ⊢ I ↾ 1 … N ∪ ∅ = I ↾ 1 … N
62 60 61 eqtri ⊢ ∅ ∪ I ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
63 59 62 eqtrdi ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ↾ 1 … N ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
64 44 63 eqtrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
65 vex ⊢ a ∈ V
66 ovex ⊢ 1 … N ∈ V
67 resiexg ⊢ 1 … N ∈ V → I ↾ 1 … N ∈ V
68 66 67 ax-mp ⊢ I ↾ 1 … N ∈ V
69 65 68 unex ⊢ a ∪ I ↾ 1 … N ∈ V
70 f1eq1 ⊢ c = a ∪ I ↾ 1 … N → c : 1 … A ⟶ 1-1 S ↔ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 S
71 reseq1 ⊢ c = a ∪ I ↾ 1 … N → c ↾ 1 … N = a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N
72 71 eqeq1d ⊢ c = a ∪ I ↾ 1 … N → c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N ↔ a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
73 70 72 anbi12d ⊢ c = a ∪ I ↾ 1 … N → c : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N ↔ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
74 69 73 spcev ⊢ a ∪ I ↾ 1 … N : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ a ∪ I ↾ 1 … N ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N → ∃ c c : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
75 43 64 74 syl2anc ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N ∧ a : 1 … A ∖ 1 … N ⟶ 1-1 S ∖ 1 … N → ∃ c c : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N
76 9 75 exlimddv ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ¬ S ∈ Fin ∧ 1 … N ⊆ S ∧ A ∈ ℤ ≥ N → ∃ c c : 1 … A ⟶ 1-1 S ∧ c ↾ 1 … N = I ↾ 1 … N