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Theorem neibastop2lem

Description: Lemma for neibastop2 . (Contributed by Jeff Hankins, 12-Sep-2009)

Ref Expression
Hypotheses neibastop1.1 φ X V
neibastop1.2 φ F : X 𝒫 𝒫 X
neibastop1.3 φ x X v F x w F x F x 𝒫 v w
neibastop1.4 J = o 𝒫 X | x o F x 𝒫 o
neibastop1.5 φ x X v F x x v
neibastop1.6 φ x X v F x t F x y t F y 𝒫 v
neibastop2.p φ P X
neibastop2.n φ N X
neibastop2.f φ U F P
neibastop2.u φ U N
neibastop2.g G = rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω
neibastop2.s S = y X | f ran G F y 𝒫 f
Assertion neibastop2lem φ u J P u u N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 neibastop1.1 φ X V
2 neibastop1.2 φ F : X 𝒫 𝒫 X
3 neibastop1.3 φ x X v F x w F x F x 𝒫 v w
4 neibastop1.4 J = o 𝒫 X | x o F x 𝒫 o
5 neibastop1.5 φ x X v F x x v
6 neibastop1.6 φ x X v F x t F x y t F y 𝒫 v
7 neibastop2.p φ P X
8 neibastop2.n φ N X
9 neibastop2.f φ U F P
10 neibastop2.u φ U N
11 neibastop2.g G = rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω
12 neibastop2.s S = y X | f ran G F y 𝒫 f
13 ssrab2 y X | f ran G F y 𝒫 f X
14 12 13 eqsstri S X
15 elpw2g X V S 𝒫 X S X
16 1 15 syl φ S 𝒫 X S X
17 14 16 mpbiri φ S 𝒫 X
18 fveq2 y = x F y = F x
19 18 ineq1d y = x F y 𝒫 f = F x 𝒫 f
20 19 neeq1d y = x F y 𝒫 f F x 𝒫 f
21 20 rexbidv y = x f ran G F y 𝒫 f f ran G F x 𝒫 f
22 21 12 elrab2 x S x X f ran G F x 𝒫 f
23 frfnom rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω Fn ω
24 11 fneq1i G Fn ω rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω Fn ω
25 23 24 mpbir G Fn ω
26 fnunirn G Fn ω f ran G k ω f G k
27 25 26 ax-mp f ran G k ω f G k
28 n0 F x 𝒫 f v v F x 𝒫 f
29 inss1 F x 𝒫 f F x
30 29 sseli v F x 𝒫 f v F x
31 6 anassrs φ x X v F x t F x y t F y 𝒫 v
32 30 31 sylan2 φ x X v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v
33 32 adantrl φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v
34 simprl φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v t F x
35 fvssunirn F x ran F
36 2 frnd φ ran F 𝒫 𝒫 X
37 36 difss2d φ ran F 𝒫 𝒫 X
38 sspwuni ran F 𝒫 𝒫 X ran F 𝒫 X
39 37 38 sylib φ ran F 𝒫 X
40 39 ad2antrr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f ran F 𝒫 X
41 35 40 sstrid φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f F x 𝒫 X
42 41 sselda φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x t 𝒫 X
43 42 elpwid φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x t X
44 43 sselda φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t y X
45 44 adantrr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v y X
46 simprlr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f f G k
47 rspe x X v F x 𝒫 f x X v F x 𝒫 f
48 47 ad2ant2l φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f x X v F x 𝒫 f
49 eliun v x X F x 𝒫 z x X v F x 𝒫 z
50 pweq z = f 𝒫 z = 𝒫 f
51 50 ineq2d z = f F x 𝒫 z = F x 𝒫 f
52 51 eleq2d z = f v F x 𝒫 z v F x 𝒫 f
53 52 rexbidv z = f x X v F x 𝒫 z x X v F x 𝒫 f
54 49 53 syl5bb z = f v x X F x 𝒫 z x X v F x 𝒫 f
55 54 rspcev f G k x X v F x 𝒫 f z G k v x X F x 𝒫 z
56 46 48 55 syl2anc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f z G k v x X F x 𝒫 z
57 eliun v z G k x X F x 𝒫 z z G k v x X F x 𝒫 z
58 56 57 sylibr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f v z G k x X F x 𝒫 z
59 simpll φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f φ
60 simprll φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f k ω
61 fvssunirn G k ran G
62 fveq2 n = G n = G
63 11 fveq1i G = rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω
64 snex U V
65 fr0g U V rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω = U
66 64 65 ax-mp rec a V z a x X F x 𝒫 z U ω = U
67 63 66 eqtri G = U
68 62 67 eqtrdi n = G n = U
69 68 sseq1d n = G n 𝒫 U U 𝒫 U
70 fveq2 n = k G n = G k
71 70 sseq1d n = k G n 𝒫 U G k 𝒫 U
72 fveq2 n = suc k G n = G suc k
73 72 sseq1d n = suc k G n 𝒫 U G suc k 𝒫 U
74 pwidg U F P U 𝒫 U
75 9 74 syl φ U 𝒫 U
76 75 snssd φ U 𝒫 U
77 simprl φ k ω G k 𝒫 U k ω
78 9 adantr φ k ω G k 𝒫 U U F P
79 78 pwexd φ k ω G k 𝒫 U 𝒫 U V
80 inss2 F x 𝒫 z 𝒫 z
81 elpwi z 𝒫 U z U
82 81 adantl φ z 𝒫 U z U
83 82 sspwd φ z 𝒫 U 𝒫 z 𝒫 U
84 80 83 sstrid φ z 𝒫 U F x 𝒫 z 𝒫 U
85 84 ralrimivw φ z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U
86 iunss x X F x 𝒫 z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U
87 85 86 sylibr φ z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U
88 87 ralrimiva φ z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U
89 ssralv G k 𝒫 U z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U
90 89 adantl k ω G k 𝒫 U z 𝒫 U x X F x 𝒫 z 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U
91 88 90 mpan9 φ k ω G k 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U
92 iunss z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U
93 91 92 sylibr φ k ω G k 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z 𝒫 U
94 79 93 ssexd φ k ω G k 𝒫 U z G k x X F x 𝒫 z V
95 iuneq1 y = a z y x X F x 𝒫 z = z a x X F x 𝒫 z
96 iuneq1 y = G k z y x X F x 𝒫 z = z G k x X F x 𝒫 z
97 11 95 96 frsucmpt2 k ω z G k x X F x 𝒫 z V G suc k = z G k x X F x 𝒫 z
98 77 94 97 syl2anc φ k ω G k 𝒫 U G suc k = z G k x X F x 𝒫 z
99 98 93 eqsstrd φ k ω G k 𝒫 U G suc k 𝒫 U
100 99 expr φ k ω G k 𝒫 U G suc k 𝒫 U
101 100 expcom k ω φ G k 𝒫 U G suc k 𝒫 U
102 69 71 73 76 101 finds2 n ω φ G n 𝒫 U
103 fvex G n V
104 103 elpw G n 𝒫 𝒫 U G n 𝒫 U
105 102 104 syl6ibr n ω φ G n 𝒫 𝒫 U
106 105 com12 φ n ω G n 𝒫 𝒫 U
107 106 ralrimiv φ n ω G n 𝒫 𝒫 U
108 ffnfv G : ω 𝒫 𝒫 U G Fn ω n ω G n 𝒫 𝒫 U
109 25 108 mpbiran G : ω 𝒫 𝒫 U n ω G n 𝒫 𝒫 U
110 107 109 sylibr φ G : ω 𝒫 𝒫 U
111 110 frnd φ ran G 𝒫 𝒫 U
112 sspwuni ran G 𝒫 𝒫 U ran G 𝒫 U
113 111 112 sylib φ ran G 𝒫 U
114 113 ad2antrr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f ran G 𝒫 U
115 61 114 sstrid φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f G k 𝒫 U
116 59 60 115 98 syl12anc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f G suc k = z G k x X F x 𝒫 z
117 58 116 eleqtrrd φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f v G suc k
118 peano2 k ω suc k ω
119 60 118 syl φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f suc k ω
120 fnfvelrn G Fn ω suc k ω G suc k ran G
121 25 119 120 sylancr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f G suc k ran G
122 elunii v G suc k G suc k ran G v ran G
123 117 121 122 syl2anc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f v ran G
124 123 ad2antrr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v v ran G
125 simprr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v F y 𝒫 v
126 pweq f = v 𝒫 f = 𝒫 v
127 126 ineq2d f = v F y 𝒫 f = F y 𝒫 v
128 127 neeq1d f = v F y 𝒫 f F y 𝒫 v
129 128 rspcev v ran G F y 𝒫 v f ran G F y 𝒫 f
130 124 125 129 syl2anc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v f ran G F y 𝒫 f
131 12 rabeq2i y S y X f ran G F y 𝒫 f
132 45 130 131 sylanbrc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v y S
133 132 expr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v y S
134 133 ralimdva φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v y t y S
135 134 impr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v y t y S
136 dfss3 t S y t y S
137 135 136 sylibr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v t S
138 velpw t 𝒫 S t S
139 137 138 sylibr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v t 𝒫 S
140 inelcm t F x t 𝒫 S F x 𝒫 S
141 34 139 140 syl2anc φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f t F x y t F y 𝒫 v F x 𝒫 S
142 33 141 rexlimddv φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f F x 𝒫 S
143 142 expr φ x X k ω f G k v F x 𝒫 f F x 𝒫 S
144 143 exlimdv φ x X k ω f G k v v F x 𝒫 f F x 𝒫 S
145 28 144 syl5bi φ x X k ω f G k F x 𝒫 f F x 𝒫 S
146 145 rexlimdvaa φ x X k ω f G k F x 𝒫 f F x 𝒫 S
147 27 146 syl5bi φ x X f ran G F x 𝒫 f F x 𝒫 S
148 147 rexlimdv φ x X f ran G F x 𝒫 f F x 𝒫 S
149 148 expimpd φ x X f ran G F x 𝒫 f F x 𝒫 S
150 22 149 syl5bi φ x S F x 𝒫 S
151 150 ralrimiv φ x S F x 𝒫 S
152 pweq o = S 𝒫 o = 𝒫 S
153 152 ineq2d o = S F x 𝒫 o = F x 𝒫 S
154 153 neeq1d o = S F x 𝒫 o F x 𝒫 S
155 154 raleqbi1dv o = S x o F x 𝒫 o x S F x 𝒫 S
156 155 4 elrab2 S J S 𝒫 X x S F x 𝒫 S
157 17 151 156 sylanbrc φ S J
158 snidg U F P U U
159 9 158 syl φ U U
160 peano1 ω
161 fnfvelrn G Fn ω ω G ran G
162 25 160 161 mp2an G ran G
163 67 162 eqeltrri U ran G
164 elunii U U U ran G U ran G
165 159 163 164 sylancl φ U ran G
166 inelcm U F P U 𝒫 U F P 𝒫 U
167 9 75 166 syl2anc φ F P 𝒫 U
168 pweq f = U 𝒫 f = 𝒫 U
169 168 ineq2d f = U F P 𝒫 f = F P 𝒫 U
170 169 neeq1d f = U F P 𝒫 f F P 𝒫 U
171 170 rspcev U ran G F P 𝒫 U f ran G F P 𝒫 f
172 165 167 171 syl2anc φ f ran G F P 𝒫 f
173 fveq2 y = P F y = F P
174 173 ineq1d y = P F y 𝒫 f = F P 𝒫 f
175 174 neeq1d y = P F y 𝒫 f F P 𝒫 f
176 175 rexbidv y = P f ran G F y 𝒫 f f ran G F P 𝒫 f
177 176 12 elrab2 P S P X f ran G F P 𝒫 f
178 7 172 177 sylanbrc φ P S
179 eluni2 f ran G z ran G f z
180 eleq2 z = G k f z f G k
181 180 rexrn G Fn ω z ran G f z k ω f G k
182 25 181 ax-mp z ran G f z k ω f G k
183 110 adantr φ y X G : ω 𝒫 𝒫 U
184 183 ffvelrnda φ y X k ω G k 𝒫 𝒫 U
185 184 elpwid φ y X k ω G k 𝒫 U
186 185 sselda φ y X k ω f G k f 𝒫 U
187 186 adantrr φ y X k ω f G k F y 𝒫 f f 𝒫 U
188 187 elpwid φ y X k ω f G k F y 𝒫 f f U
189 10 ad3antrrr φ y X k ω f G k F y 𝒫 f U N
190 188 189 sstrd φ y X k ω f G k F y 𝒫 f f N
191 n0 F y 𝒫 f v v F y 𝒫 f
192 elin v F y 𝒫 f v F y v 𝒫 f
193 simprrr φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f v 𝒫 f
194 193 elpwid φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f v f
195 simpllr φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f y X
196 5 expr φ x X v F x x v
197 196 ralrimiva φ x X v F x x v
198 197 ad3antrrr φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f x X v F x x v
199 simprrl φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f v F y
200 fveq2 x = y F x = F y
201 200 eleq2d x = y v F x v F y
202 elequ1 x = y x v y v
203 201 202 imbi12d x = y v F x x v v F y y v
204 203 rspcv y X x X v F x x v v F y y v
205 195 198 199 204 syl3c φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f y v
206 194 205 sseldd φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f y f
207 206 expr φ y X k ω f G k v F y v 𝒫 f y f
208 192 207 syl5bi φ y X k ω f G k v F y 𝒫 f y f
209 208 exlimdv φ y X k ω f G k v v F y 𝒫 f y f
210 191 209 syl5bi φ y X k ω f G k F y 𝒫 f y f
211 210 impr φ y X k ω f G k F y 𝒫 f y f
212 190 211 sseldd φ y X k ω f G k F y 𝒫 f y N
213 212 exp32 φ y X k ω f G k F y 𝒫 f y N
214 213 rexlimdva φ y X k ω f G k F y 𝒫 f y N
215 182 214 syl5bi φ y X z ran G f z F y 𝒫 f y N
216 179 215 syl5bi φ y X f ran G F y 𝒫 f y N
217 216 rexlimdv φ y X f ran G F y 𝒫 f y N
218 217 3impia φ y X f ran G F y 𝒫 f y N
219 218 rabssdv φ y X | f ran G F y 𝒫 f N
220 12 219 eqsstrid φ S N
221 eleq2 u = S P u P S
222 sseq1 u = S u N S N
223 221 222 anbi12d u = S P u u N P S S N
224 223 rspcev S J P S S N u J P u u N
225 157 178 220 224 syl12anc φ u J P u u N