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Theorem erdszelem8

Description: Lemma for erdsze . (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses erdsze.n φ N
erdsze.f φ F : 1 N 1-1
erdszelem.k K = x 1 N sup . y 𝒫 1 x | F y Isom < , O y F y x y <
erdszelem.o O Or
erdszelem.a φ A 1 N
erdszelem.b φ B 1 N
erdszelem.l φ A < B
Assertion erdszelem8 φ K A = K B ¬ F A O F B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 erdsze.n φ N
2 erdsze.f φ F : 1 N 1-1
3 erdszelem.k K = x 1 N sup . y 𝒫 1 x | F y Isom < , O y F y x y <
4 erdszelem.o O Or
5 erdszelem.a φ A 1 N
6 erdszelem.b φ B 1 N
7 erdszelem.l φ A < B
8 hashf . : V 0 +∞
9 ffun . : V 0 +∞ Fun .
10 8 9 ax-mp Fun .
11 1 2 3 4 erdszelem5 φ A 1 N K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
12 5 11 mpdan φ K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
13 fvelima Fun . K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A
14 10 12 13 sylancr φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A
15 eqid y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y = y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
16 15 erdszelem1 f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f 1 A F f Isom < , O f F f A f
17 fzfid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A Fin
18 simplr1 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 A
19 ssfi 1 A Fin f 1 A f Fin
20 17 18 19 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f Fin
21 hashcl f Fin f 0
22 20 21 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 0
23 22 nn0red φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f
24 eqid y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y = y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
25 24 erdszelem2 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
26 25 simpri . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
27 nnssre
28 26 27 sstri . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
29 28 a1i φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
30 elfzelz A 1 N A
31 5 30 syl φ A
32 elfzelz B 1 N B
33 6 32 syl φ B
34 elfznn A 1 N A
35 5 34 syl φ A
36 35 nnred φ A
37 elfznn B 1 N B
38 6 37 syl φ B
39 38 nnred φ B
40 36 39 7 ltled φ A B
41 eluz2 B A A B A B
42 31 33 40 41 syl3anbrc φ B A
43 fzss2 B A 1 A 1 B
44 42 43 syl φ 1 A 1 B
45 44 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A 1 B
46 18 45 sstrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 B
47 elfz1end B B 1 B
48 38 47 sylib φ B 1 B
49 48 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 B
50 49 snssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 B
51 46 50 unssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B 1 B
52 simplr2 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f Isom < , O f F f
53 f1f F : 1 N 1-1 F : 1 N
54 2 53 syl φ F : 1 N
55 54 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F : 1 N
56 elfzuz3 A 1 N N A
57 fzss2 N A 1 A 1 N
58 5 56 57 3syl φ 1 A 1 N
59 58 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A 1 N
60 18 59 sstrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 N
61 fzssuz 1 N 1
62 uzssz 1
63 zssre
64 62 63 sstri 1
65 61 64 sstri 1 N
66 ltso < Or
67 soss 1 N < Or < Or 1 N
68 65 66 67 mp2 < Or 1 N
69 soisores < Or 1 N O Or F : 1 N f 1 N F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
70 68 4 69 mpanl12 F : 1 N f 1 N F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
71 55 60 70 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
72 52 71 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f z < w F z O F w
73 72 r19.21bi φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f z < w F z O F w
74 18 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z 1 A
75 elfzle2 z 1 A z A
76 74 75 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z A
77 60 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z 1 N
78 65 77 sseldi φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z
79 5 ad3antrrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A 1 N
80 79 34 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A
81 80 nnred φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A
82 78 81 lenltd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z A ¬ A < z
83 76 82 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ A < z
84 52 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F f Isom < , O f F f
85 simplr3 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B A f
86 85 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A f
87 simpr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z f
88 isorel F f Isom < , O f F f A f z f A < z F f A O F f z
89 fvres A f F f A = F A
90 fvres z f F f z = F z
91 89 90 breqan12d A f z f F f A O F f z F A O F z
92 91 adantl F f Isom < , O f F f A f z f F f A O F f z F A O F z
93 88 92 bitrd F f Isom < , O f F f A f z f A < z F A O F z
94 84 86 87 93 syl12anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A < z F A O F z
95 83 94 mtbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ F A O F z
96 simplr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F A O F B
97 55 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F : 1 N
98 97 77 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F z
99 97 79 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F A
100 6 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 N
101 100 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f B 1 N
102 97 101 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F B
103 sotr2 O Or F z F A F B ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
104 4 103 mpan F z F A F B ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
105 98 99 102 104 syl3anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
106 95 96 105 mp2and φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F z O F B
107 106 a1d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z < w F z O F B
108 elsni w B w = B
109 108 fveq2d w B F w = F B
110 109 breq2d w B F z O F w F z O F B
111 110 imbi2d w B z < w F z O F w z < w F z O F B
112 107 111 syl5ibrcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w B z < w F z O F w
113 112 ralrimiv φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w B z < w F z O F w
114 ralunb w f B z < w F z O F w w f z < w F z O F w w B z < w F z O F w
115 73 113 114 sylanbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f B z < w F z O F w
116 115 ralrimiva φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f B z < w F z O F w
117 51 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B w 1 B
118 elfzle2 w 1 B w B
119 118 adantl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w B
120 elfzelz w 1 B w
121 120 zred w 1 B w
122 121 adantl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w
123 39 ad3antrrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B B
124 122 123 lenltd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w B ¬ B < w
125 119 124 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B ¬ B < w
126 117 125 syldan φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B ¬ B < w
127 126 pm2.21d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B B < w F z O F w
128 127 ralrimiva φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B B < w F z O F w
129 elsni z B z = B
130 129 breq1d z B z < w B < w
131 130 imbi1d z B z < w F z O F w B < w F z O F w
132 131 ralbidv z B w f B z < w F z O F w w f B B < w F z O F w
133 128 132 syl5ibrcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z B w f B z < w F z O F w
134 133 ralrimiv φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z B w f B z < w F z O F w
135 ralunb z f B w f B z < w F z O F w z f w f B z < w F z O F w z B w f B z < w F z O F w
136 116 134 135 sylanbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f B w f B z < w F z O F w
137 100 snssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 N
138 60 137 unssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B 1 N
139 soisores < Or 1 N O Or F : 1 N f B 1 N F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
140 68 4 139 mpanl12 F : 1 N f B 1 N F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
141 55 138 140 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
142 136 141 mpbird φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f B Isom < , O f B F f B
143 ssun2 B f B
144 snssg B 1 B B f B B f B
145 49 144 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B f B B f B
146 143 145 mpbiri φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B f B
147 24 erdszelem1 f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B 1 B F f B Isom < , O f B F f B B f B
148 51 142 146 147 syl3anbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
149 vex f V
150 snex B V
151 149 150 unex f B V
152 8 fdmi dom . = V
153 151 152 eleqtrri f B dom .
154 funfvima Fun . f B dom . f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
155 10 153 154 mp2an f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
156 148 155 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
157 156 ne0d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
158 25 simpli . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin
159 fimaxre2 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z
160 29 158 159 sylancl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z
161 36 39 ltnled φ A < B ¬ B A
162 7 161 mpbid φ ¬ B A
163 elfzle2 B 1 A B A
164 162 163 nsyl φ ¬ B 1 A
165 164 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B ¬ B 1 A
166 18 165 ssneldd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B ¬ B f
167 hashunsng B 1 N f Fin ¬ B f f B = f + 1
168 100 167 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f Fin ¬ B f f B = f + 1
169 20 166 168 mp2and φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B = f + 1
170 169 156 eqeltrrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
171 suprub . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z f + 1 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f + 1 sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
172 29 157 160 170 171 syl31anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
173 1 2 3 erdszelem3 B 1 N K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
174 6 173 syl φ K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
175 174 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
176 172 175 breqtrrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 K B
177 1 2 3 4 erdszelem6 φ K : 1 N
178 177 6 ffvelrnd φ K B
179 178 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B
180 179 nnnn0d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B 0
181 nn0ltp1le f 0 K B 0 f < K B f + 1 K B
182 22 180 181 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f < K B f + 1 K B
183 176 182 mpbird φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f < K B
184 23 183 ltned φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f K B
185 184 ex φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f K B
186 neeq1 f = K A f K B K A K B
187 186 imbi2d f = K A F A O F B f K B F A O F B K A K B
188 185 187 syl5ibcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f f = K A F A O F B K A K B
189 16 188 sylan2b φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A F A O F B K A K B
190 189 rexlimdva φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A F A O F B K A K B
191 14 190 mpd φ F A O F B K A K B
192 191 necon2bd φ K A = K B ¬ F A O F B