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Theorem incexclem

Description: Lemma for incexc . (Contributed by Mario Carneiro, 7-Aug-2017)

Ref Expression
Assertion incexclem AFinBFinBBA=s𝒫A1sBs

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 unieq x=x=
2 uni0 =
3 1 2 eqtrdi x=x=
4 3 ineq2d x=bx=b
5 in0 b=
6 4 5 eqtrdi x=bx=
7 6 fveq2d x=bx=
8 hash0 =0
9 7 8 eqtrdi x=bx=0
10 9 oveq2d x=bbx=b0
11 pweq x=𝒫x=𝒫
12 pw0 𝒫=
13 11 12 eqtrdi x=𝒫x=
14 13 sumeq1d x=s𝒫x1sbs=s1sbs
15 10 14 eqeq12d x=bbx=s𝒫x1sbsb0=s1sbs
16 15 ralbidv x=bFinbbx=s𝒫x1sbsbFinb0=s1sbs
17 unieq x=yx=y
18 17 ineq2d x=ybx=by
19 18 fveq2d x=ybx=by
20 19 oveq2d x=ybbx=bby
21 pweq x=y𝒫x=𝒫y
22 21 sumeq1d x=ys𝒫x1sbs=s𝒫y1sbs
23 20 22 eqeq12d x=ybbx=s𝒫x1sbsbby=s𝒫y1sbs
24 23 ralbidv x=ybFinbbx=s𝒫x1sbsbFinbby=s𝒫y1sbs
25 unieq x=yzx=yz
26 uniun yz=yz
27 unisnv z=z
28 27 uneq2i yz=yz
29 26 28 eqtri yz=yz
30 25 29 eqtrdi x=yzx=yz
31 30 ineq2d x=yzbx=byz
32 31 fveq2d x=yzbx=byz
33 32 oveq2d x=yzbbx=bbyz
34 pweq x=yz𝒫x=𝒫yz
35 34 sumeq1d x=yzs𝒫x1sbs=s𝒫yz1sbs
36 33 35 eqeq12d x=yzbbx=s𝒫x1sbsbbyz=s𝒫yz1sbs
37 36 ralbidv x=yzbFinbbx=s𝒫x1sbsbFinbbyz=s𝒫yz1sbs
38 unieq x=Ax=A
39 38 ineq2d x=Abx=bA
40 39 fveq2d x=Abx=bA
41 40 oveq2d x=Abbx=bbA
42 pweq x=A𝒫x=𝒫A
43 42 sumeq1d x=As𝒫x1sbs=s𝒫A1sbs
44 41 43 eqeq12d x=Abbx=s𝒫x1sbsbbA=s𝒫A1sbs
45 44 ralbidv x=AbFinbbx=s𝒫x1sbsbFinbbA=s𝒫A1sbs
46 hashcl bFinb0
47 46 nn0cnd bFinb
48 47 mullidd bFin1b=b
49 0ex V
50 48 47 eqeltrd bFin1b
51 fveq2 s=s=
52 51 8 eqtrdi s=s=0
53 52 oveq2d s=1s=10
54 neg1cn 1
55 exp0 110=1
56 54 55 ax-mp 10=1
57 53 56 eqtrdi s=1s=1
58 rint0 s=bs=b
59 58 fveq2d s=bs=b
60 57 59 oveq12d s=1sbs=1b
61 60 sumsn V1bs1sbs=1b
62 49 50 61 sylancr bFins1sbs=1b
63 47 subid1d bFinb0=b
64 48 62 63 3eqtr4rd bFinb0=s1sbs
65 64 rgen bFinb0=s1sbs
66 fveq2 b=xb=x
67 ineq1 b=xby=xy
68 67 fveq2d b=xby=xy
69 66 68 oveq12d b=xbby=xxy
70 simpl b=xs𝒫yb=x
71 70 ineq1d b=xs𝒫ybs=xs
72 71 fveq2d b=xs𝒫ybs=xs
73 72 oveq2d b=xs𝒫y1sbs=1sxs
74 73 sumeq2dv b=xs𝒫y1sbs=s𝒫y1sxs
75 69 74 eqeq12d b=xbby=s𝒫y1sbsxxy=s𝒫y1sxs
76 75 rspcva xFinbFinbby=s𝒫y1sbsxxy=s𝒫y1sxs
77 76 adantll yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsxxy=s𝒫y1sxs
78 simpr yFin¬zyxFinxFin
79 inss1 xzx
80 ssfi xFinxzxxzFin
81 78 79 80 sylancl yFin¬zyxFinxzFin
82 fveq2 b=xzb=xz
83 ineq1 b=xzby=xzy
84 in32 xzy=xyz
85 inass xyz=xyz
86 84 85 eqtri xzy=xyz
87 83 86 eqtrdi b=xzby=xyz
88 87 fveq2d b=xzby=xyz
89 82 88 oveq12d b=xzbby=xzxyz
90 ineq1 b=xzbs=xzs
91 in32 xzs=xsz
92 inass xsz=xsz
93 91 92 eqtri xzs=xsz
94 90 93 eqtrdi b=xzbs=xsz
95 94 fveq2d b=xzbs=xsz
96 95 oveq2d b=xz1sbs=1sxsz
97 96 sumeq2sdv b=xzs𝒫y1sbs=s𝒫y1sxsz
98 89 97 eqeq12d b=xzbby=s𝒫y1sbsxzxyz=s𝒫y1sxsz
99 98 rspcva xzFinbFinbby=s𝒫y1sbsxzxyz=s𝒫y1sxsz
100 81 99 sylan yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsxzxyz=s𝒫y1sxsz
101 77 100 oveq12d yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsx-xy-xzxyz=s𝒫y1sxss𝒫y1sxsz
102 inss1 xyx
103 ssfi xFinxyxxyFin
104 78 102 103 sylancl yFin¬zyxFinxyFin
105 hashcl xyFinxy0
106 104 105 syl yFin¬zyxFinxy0
107 106 nn0cnd yFin¬zyxFinxy
108 hashcl xzFinxz0
109 81 108 syl yFin¬zyxFinxz0
110 109 nn0cnd yFin¬zyxFinxz
111 inss1 xyzx
112 ssfi xFinxyzxxyzFin
113 78 111 112 sylancl yFin¬zyxFinxyzFin
114 hashcl xyzFinxyz0
115 113 114 syl yFin¬zyxFinxyz0
116 115 nn0cnd yFin¬zyxFinxyz
117 hashun3 xyFinxzFinxyxz=xy+xz-xyxz
118 104 81 117 syl2anc yFin¬zyxFinxyxz=xy+xz-xyxz
119 indi xyz=xyxz
120 119 fveq2i xyz=xyxz
121 inindi xyz=xyxz
122 121 fveq2i xyz=xyxz
123 122 oveq2i xy+xz-xyz=xy+xz-xyxz
124 118 120 123 3eqtr4g yFin¬zyxFinxyz=xy+xz-xyz
125 107 110 116 124 assraddsubd yFin¬zyxFinxyz=xy+xz-xyz
126 125 oveq2d yFin¬zyxFinxxyz=xxy+xz-xyz
127 hashcl xFinx0
128 127 adantl yFin¬zyxFinx0
129 128 nn0cnd yFin¬zyxFinx
130 110 116 subcld yFin¬zyxFinxzxyz
131 129 107 130 subsub4d yFin¬zyxFinx-xy-xzxyz=xxy+xz-xyz
132 126 131 eqtr4d yFin¬zyxFinxxyz=x-xy-xzxyz
133 132 adantr yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsxxyz=x-xy-xzxyz
134 disjdif 𝒫y𝒫yz𝒫y=
135 134 a1i yFin¬zyxFin𝒫y𝒫yz𝒫y=
136 ssun1 yyz
137 136 sspwi 𝒫y𝒫yz
138 undif 𝒫y𝒫yz𝒫y𝒫yz𝒫y=𝒫yz
139 137 138 mpbi 𝒫y𝒫yz𝒫y=𝒫yz
140 139 eqcomi 𝒫yz=𝒫y𝒫yz𝒫y
141 140 a1i yFin¬zyxFin𝒫yz=𝒫y𝒫yz𝒫y
142 simpll yFin¬zyxFinyFin
143 snfi zFin
144 unfi yFinzFinyzFin
145 142 143 144 sylancl yFin¬zyxFinyzFin
146 pwfi yzFin𝒫yzFin
147 145 146 sylib yFin¬zyxFin𝒫yzFin
148 54 a1i yFin¬zyxFins𝒫yz1
149 elpwi s𝒫yzsyz
150 ssfi yzFinsyzsFin
151 145 149 150 syl2an yFin¬zyxFins𝒫yzsFin
152 hashcl sFins0
153 151 152 syl yFin¬zyxFins𝒫yzs0
154 148 153 expcld yFin¬zyxFins𝒫yz1s
155 simplr yFin¬zyxFins𝒫yzxFin
156 inss1 xsx
157 ssfi xFinxsxxsFin
158 155 156 157 sylancl yFin¬zyxFins𝒫yzxsFin
159 hashcl xsFinxs0
160 158 159 syl yFin¬zyxFins𝒫yzxs0
161 160 nn0cnd yFin¬zyxFins𝒫yzxs
162 154 161 mulcld yFin¬zyxFins𝒫yz1sxs
163 135 141 147 162 fsumsplit yFin¬zyxFins𝒫yz1sxs=s𝒫y1sxs+s𝒫yz𝒫y1sxs
164 fveq2 s=tzs=tz
165 164 oveq2d s=tz1s=1tz
166 inteq s=tzs=tz
167 vex zV
168 167 intunsn tz=tz
169 166 168 eqtrdi s=tzs=tz
170 169 ineq2d s=tzxs=xtz
171 170 fveq2d s=tzxs=xtz
172 165 171 oveq12d s=tz1sxs=1tzxtz
173 pwfi yFin𝒫yFin
174 142 173 sylib yFin¬zyxFin𝒫yFin
175 eqid u𝒫yuz=u𝒫yuz
176 elpwi u𝒫yuy
177 176 adantl yFin¬zyxFinu𝒫yuy
178 unss1 uyuzyz
179 177 178 syl yFin¬zyxFinu𝒫yuzyz
180 vex uV
181 vsnex zV
182 180 181 unex uzV
183 182 elpw uz𝒫yzuzyz
184 179 183 sylibr yFin¬zyxFinu𝒫yuz𝒫yz
185 simpllr yFin¬zyxFinu𝒫y¬zy
186 elpwi uz𝒫yuzy
187 ssun2 zuz
188 167 snss zuzzuz
189 187 188 mpbir zuz
190 189 a1i yFin¬zyxFinu𝒫yzuz
191 ssel uzyzuzzy
192 186 190 191 syl2imc yFin¬zyxFinu𝒫yuz𝒫yzy
193 185 192 mtod yFin¬zyxFinu𝒫y¬uz𝒫y
194 184 193 eldifd yFin¬zyxFinu𝒫yuz𝒫yz𝒫y
195 eldifi s𝒫yz𝒫ys𝒫yz
196 195 adantl yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫ys𝒫yz
197 196 elpwid yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫ysyz
198 uncom yz=zy
199 197 198 sseqtrdi yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫yszy
200 ssundif szyszy
201 199 200 sylib yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫yszy
202 vex yV
203 202 elpw2 sz𝒫yszy
204 201 203 sylibr yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫ysz𝒫y
205 elpwunsn s𝒫yz𝒫yzs
206 205 ad2antll yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yzs
207 206 snssd yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yzs
208 ssequn2 zssz=s
209 207 208 sylib yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫ysz=s
210 209 eqcomd yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫ys=sz
211 uneq1 u=szuz=szz
212 undif1 szz=sz
213 211 212 eqtrdi u=szuz=sz
214 213 eqeq2d u=szs=uzs=sz
215 210 214 syl5ibrcom yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yu=szs=uz
216 176 ad2antrl yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yuy
217 simpllr yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫y¬zy
218 216 217 ssneldd yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫y¬zu
219 difsnb ¬zuuz=u
220 218 219 sylib yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yuz=u
221 220 eqcomd yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yu=uz
222 difeq1 s=uzsz=uzz
223 difun2 uzz=uz
224 222 223 eqtrdi s=uzsz=uz
225 224 eqeq2d s=uzu=szu=uz
226 221 225 syl5ibrcom yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫ys=uzu=sz
227 215 226 impbid yFin¬zyxFinu𝒫ys𝒫yz𝒫yu=szs=uz
228 175 194 204 227 f1o2d yFin¬zyxFinu𝒫yuz:𝒫y1-1 onto𝒫yz𝒫y
229 uneq1 u=tuz=tz
230 vex tV
231 230 181 unex tzV
232 229 175 231 fvmpt t𝒫yu𝒫yuzt=tz
233 232 adantl yFin¬zyxFint𝒫yu𝒫yuzt=tz
234 195 162 sylan2 yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫y1sxs
235 172 174 228 233 234 fsumf1o yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫y1sxs=t𝒫y1tzxtz
236 uneq1 t=stz=sz
237 236 fveq2d t=stz=sz
238 237 oveq2d t=s1tz=1sz
239 inteq t=st=s
240 239 ineq1d t=stz=sz
241 240 ineq2d t=sxtz=xsz
242 241 fveq2d t=sxtz=xsz
243 238 242 oveq12d t=s1tzxtz=1szxsz
244 243 cbvsumv t𝒫y1tzxtz=s𝒫y1szxsz
245 54 a1i yFin¬zyxFins𝒫y1
246 elpwi s𝒫ysy
247 ssfi yFinsysFin
248 142 246 247 syl2an yFin¬zyxFins𝒫ysFin
249 248 152 syl yFin¬zyxFins𝒫ys0
250 245 249 expp1d yFin¬zyxFins𝒫y1s+1=1s-1
251 246 adantl yFin¬zyxFins𝒫ysy
252 simpllr yFin¬zyxFins𝒫y¬zy
253 251 252 ssneldd yFin¬zyxFins𝒫y¬zs
254 hashunsng zVsFin¬zssz=s+1
255 254 elv sFin¬zssz=s+1
256 248 253 255 syl2anc yFin¬zyxFins𝒫ysz=s+1
257 256 oveq2d yFin¬zyxFins𝒫y1sz=1s+1
258 137 sseli s𝒫ys𝒫yz
259 258 154 sylan2 yFin¬zyxFins𝒫y1s
260 245 259 mulcomd yFin¬zyxFins𝒫y-11s=1s-1
261 250 257 260 3eqtr4d yFin¬zyxFins𝒫y1sz=-11s
262 259 mulm1d yFin¬zyxFins𝒫y-11s=1s
263 261 262 eqtrd yFin¬zyxFins𝒫y1sz=1s
264 263 oveq1d yFin¬zyxFins𝒫y1szxsz=1sxsz
265 inss1 xszx
266 ssfi xFinxszxxszFin
267 155 265 266 sylancl yFin¬zyxFins𝒫yzxszFin
268 hashcl xszFinxsz0
269 267 268 syl yFin¬zyxFins𝒫yzxsz0
270 269 nn0cnd yFin¬zyxFins𝒫yzxsz
271 258 270 sylan2 yFin¬zyxFins𝒫yxsz
272 259 271 mulneg1d yFin¬zyxFins𝒫y1sxsz=1sxsz
273 264 272 eqtrd yFin¬zyxFins𝒫y1szxsz=1sxsz
274 273 sumeq2dv yFin¬zyxFins𝒫y1szxsz=s𝒫y1sxsz
275 244 274 eqtrid yFin¬zyxFint𝒫y1tzxtz=s𝒫y1sxsz
276 154 270 mulcld yFin¬zyxFins𝒫yz1sxsz
277 258 276 sylan2 yFin¬zyxFins𝒫y1sxsz
278 174 277 fsumneg yFin¬zyxFins𝒫y1sxsz=s𝒫y1sxsz
279 235 275 278 3eqtrd yFin¬zyxFins𝒫yz𝒫y1sxs=s𝒫y1sxsz
280 279 oveq2d yFin¬zyxFins𝒫y1sxs+s𝒫yz𝒫y1sxs=s𝒫y1sxs+s𝒫y1sxsz
281 137 a1i yFin¬zyxFin𝒫y𝒫yz
282 281 sselda yFin¬zyxFins𝒫ys𝒫yz
283 282 162 syldan yFin¬zyxFins𝒫y1sxs
284 174 283 fsumcl yFin¬zyxFins𝒫y1sxs
285 282 276 syldan yFin¬zyxFins𝒫y1sxsz
286 174 285 fsumcl yFin¬zyxFins𝒫y1sxsz
287 284 286 negsubd yFin¬zyxFins𝒫y1sxs+s𝒫y1sxsz=s𝒫y1sxss𝒫y1sxsz
288 163 280 287 3eqtrd yFin¬zyxFins𝒫yz1sxs=s𝒫y1sxss𝒫y1sxsz
289 288 adantr yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbss𝒫yz1sxs=s𝒫y1sxss𝒫y1sxsz
290 101 133 289 3eqtr4d yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsxxyz=s𝒫yz1sxs
291 290 ex yFin¬zyxFinbFinbby=s𝒫y1sbsxxyz=s𝒫yz1sxs
292 291 ralrimdva yFin¬zybFinbby=s𝒫y1sbsxFinxxyz=s𝒫yz1sxs
293 ineq1 b=xbyz=xyz
294 293 fveq2d b=xbyz=xyz
295 66 294 oveq12d b=xbbyz=xxyz
296 ineq1 b=xbs=xs
297 296 fveq2d b=xbs=xs
298 297 oveq2d b=x1sbs=1sxs
299 298 sumeq2sdv b=xs𝒫yz1sbs=s𝒫yz1sxs
300 295 299 eqeq12d b=xbbyz=s𝒫yz1sbsxxyz=s𝒫yz1sxs
301 300 cbvralvw bFinbbyz=s𝒫yz1sbsxFinxxyz=s𝒫yz1sxs
302 292 301 imbitrrdi yFin¬zybFinbby=s𝒫y1sbsbFinbbyz=s𝒫yz1sbs
303 16 24 37 45 65 302 findcard2s AFinbFinbbA=s𝒫A1sbs
304 fveq2 b=Bb=B
305 ineq1 b=BbA=BA
306 305 fveq2d b=BbA=BA
307 304 306 oveq12d b=BbbA=BBA
308 simpl b=Bs𝒫Ab=B
309 308 ineq1d b=Bs𝒫Abs=Bs
310 309 fveq2d b=Bs𝒫Abs=Bs
311 310 oveq2d b=Bs𝒫A1sbs=1sBs
312 311 sumeq2dv b=Bs𝒫A1sbs=s𝒫A1sBs
313 307 312 eqeq12d b=BbbA=s𝒫A1sbsBBA=s𝒫A1sBs
314 313 rspccva bFinbbA=s𝒫A1sbsBFinBBA=s𝒫A1sBs
315 303 314 sylan AFinBFinBBA=s𝒫A1sBs