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Theorem pwsdompw

Description: Lemma for domtriom . This is the equinumerosity version of the algebraic identity sum_ k e. n ( 2 ^ k ) = ( 2 ^ n ) - 1 . (Contributed by Mario Carneiro, 7-Feb-2013)

Ref Expression
Assertion pwsdompw nωksucnBk𝒫kknBkBn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 suceq n=sucn=suc
2 1 raleqdv n=ksucnBk𝒫kksucBk𝒫k
3 iuneq1 n=knBk=kBk
4 fveq2 n=Bn=B
5 3 4 breq12d n=knBkBnkBkB
6 2 5 imbi12d n=ksucnBk𝒫kknBkBnksucBk𝒫kkBkB
7 suceq n=msucn=sucm
8 7 raleqdv n=mksucnBk𝒫kksucmBk𝒫k
9 iuneq1 n=mknBk=kmBk
10 fveq2 n=mBn=Bm
11 9 10 breq12d n=mknBkBnkmBkBm
12 8 11 imbi12d n=mksucnBk𝒫kknBkBnksucmBk𝒫kkmBkBm
13 suceq n=sucmsucn=sucsucm
14 13 raleqdv n=sucmksucnBk𝒫kksucsucmBk𝒫k
15 iuneq1 n=sucmknBk=ksucmBk
16 fveq2 n=sucmBn=Bsucm
17 15 16 breq12d n=sucmknBkBnksucmBkBsucm
18 14 17 imbi12d n=sucmksucnBk𝒫kknBkBnksucsucmBk𝒫kksucmBkBsucm
19 0iun kBk=
20 0ex V
21 20 sucid suc
22 fveq2 k=Bk=B
23 pweq k=𝒫k=𝒫
24 22 23 breq12d k=Bk𝒫kB𝒫
25 24 rspcv sucksucBk𝒫kB𝒫
26 21 25 ax-mp ksucBk𝒫kB𝒫
27 20 canth2 𝒫
28 ensym B𝒫𝒫B
29 sdomentr 𝒫𝒫BB
30 27 28 29 sylancr B𝒫B
31 26 30 syl ksucBk𝒫kB
32 19 31 eqbrtrid ksucBk𝒫kkBkB
33 sssucid sucmsucsucm
34 ssralv sucmsucsucmksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫k
35 33 34 ax-mp ksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫k
36 pm2.27 ksucmBk𝒫kksucmBk𝒫kkmBkBmkmBkBm
37 35 36 syl ksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫kkmBkBmkmBkBm
38 37 adantl mωksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫kkmBkBmkmBkBm
39 vex mV
40 39 sucid msucm
41 elelsuc msucmmsucsucm
42 fveq2 k=mBk=Bm
43 pweq k=m𝒫k=𝒫m
44 42 43 breq12d k=mBk𝒫kBm𝒫m
45 44 rspcv msucsucmksucsucmBk𝒫kBm𝒫m
46 40 41 45 mp2b ksucsucmBk𝒫kBm𝒫m
47 djuen Bm𝒫mBm𝒫mBm⊔︀Bm𝒫m⊔︀𝒫m
48 46 46 47 syl2anc ksucsucmBk𝒫kBm⊔︀Bm𝒫m⊔︀𝒫m
49 pwdju1 mω𝒫m⊔︀𝒫m𝒫m⊔︀1𝑜
50 nnord mωOrdm
51 ordirr Ordm¬mm
52 50 51 syl mω¬mm
53 dju1en mω¬mmm⊔︀1𝑜sucm
54 52 53 mpdan mωm⊔︀1𝑜sucm
55 pwen m⊔︀1𝑜sucm𝒫m⊔︀1𝑜𝒫sucm
56 54 55 syl mω𝒫m⊔︀1𝑜𝒫sucm
57 entr 𝒫m⊔︀𝒫m𝒫m⊔︀1𝑜𝒫m⊔︀1𝑜𝒫sucm𝒫m⊔︀𝒫m𝒫sucm
58 49 56 57 syl2anc mω𝒫m⊔︀𝒫m𝒫sucm
59 entr Bm⊔︀Bm𝒫m⊔︀𝒫m𝒫m⊔︀𝒫m𝒫sucmBm⊔︀Bm𝒫sucm
60 48 58 59 syl2an ksucsucmBk𝒫kmωBm⊔︀Bm𝒫sucm
61 39 sucex sucmV
62 61 sucid sucmsucsucm
63 fveq2 k=sucmBk=Bsucm
64 pweq k=sucm𝒫k=𝒫sucm
65 63 64 breq12d k=sucmBk𝒫kBsucm𝒫sucm
66 65 rspcv sucmsucsucmksucsucmBk𝒫kBsucm𝒫sucm
67 62 66 ax-mp ksucsucmBk𝒫kBsucm𝒫sucm
68 67 ensymd ksucsucmBk𝒫k𝒫sucmBsucm
69 68 adantr ksucsucmBk𝒫kmω𝒫sucmBsucm
70 entr Bm⊔︀Bm𝒫sucm𝒫sucmBsucmBm⊔︀BmBsucm
71 60 69 70 syl2anc ksucsucmBk𝒫kmωBm⊔︀BmBsucm
72 71 ancoms mωksucsucmBk𝒫kBm⊔︀BmBsucm
73 nnfi mωmFin
74 pwfi mFin𝒫mFin
75 isfinite 𝒫mFin𝒫mω
76 74 75 bitri mFin𝒫mω
77 73 76 sylib mω𝒫mω
78 ensdomtr Bm𝒫m𝒫mωBmω
79 46 77 78 syl2an ksucsucmBk𝒫kmωBmω
80 isfinite BmFinBmω
81 79 80 sylibr ksucsucmBk𝒫kmωBmFin
82 81 ancoms mωksucsucmBk𝒫kBmFin
83 39 42 iunsuc ksucmBk=kmBkBm
84 fvex BkV
85 39 84 iunex kmBkV
86 fvex BmV
87 undjudom kmBkVBmVkmBkBmkmBk⊔︀Bm
88 85 86 87 mp2an kmBkBmkmBk⊔︀Bm
89 83 88 eqbrtri ksucmBkkmBk⊔︀Bm
90 sdomtr kmBkBmBmωkmBkω
91 80 90 sylan2b kmBkBmBmFinkmBkω
92 isfinite kmBkFinkmBkω
93 91 92 sylibr kmBkBmBmFinkmBkFin
94 finnum kmBkFinkmBkdomcard
95 93 94 syl kmBkBmBmFinkmBkdomcard
96 finnum BmFinBmdomcard
97 96 adantl kmBkBmBmFinBmdomcard
98 cardadju kmBkdomcardBmdomcardkmBk⊔︀BmcardkmBk+𝑜cardBm
99 95 97 98 syl2anc kmBkBmBmFinkmBk⊔︀BmcardkmBk+𝑜cardBm
100 ficardom kmBkFincardkmBkω
101 93 100 syl kmBkBmBmFincardkmBkω
102 ficardom BmFincardBmω
103 102 adantl kmBkBmBmFincardBmω
104 cardid2 kmBkdomcardcardkmBkkmBk
105 93 94 104 3syl kmBkBmBmFincardkmBkkmBk
106 simpl kmBkBmBmFinkmBkBm
107 cardid2 BmdomcardcardBmBm
108 ensym cardBmBmBmcardBm
109 96 107 108 3syl BmFinBmcardBm
110 109 adantl kmBkBmBmFinBmcardBm
111 ensdomtr cardkmBkkmBkkmBkBmcardkmBkBm
112 sdomentr cardkmBkBmBmcardBmcardkmBkcardBm
113 111 112 sylan cardkmBkkmBkkmBkBmBmcardBmcardkmBkcardBm
114 105 106 110 113 syl21anc kmBkBmBmFincardkmBkcardBm
115 cardon cardkmBkOn
116 cardon cardBmOn
117 onenon cardBmOncardBmdomcard
118 116 117 ax-mp cardBmdomcard
119 cardsdomel cardkmBkOncardBmdomcardcardkmBkcardBmcardkmBkcardcardBm
120 115 118 119 mp2an cardkmBkcardBmcardkmBkcardcardBm
121 cardidm cardcardBm=cardBm
122 121 eleq2i cardkmBkcardcardBmcardkmBkcardBm
123 120 122 bitri cardkmBkcardBmcardkmBkcardBm
124 114 123 sylib kmBkBmBmFincardkmBkcardBm
125 nnaordr cardkmBkωcardBmωcardBmωcardkmBkcardBmcardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBm
126 125 biimpa cardkmBkωcardBmωcardBmωcardkmBkcardBmcardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBm
127 101 103 103 124 126 syl31anc kmBkBmBmFincardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBm
128 nnacl cardBmωcardBmωcardBm+𝑜cardBmω
129 102 102 128 syl2anc BmFincardBm+𝑜cardBmω
130 cardnn cardBm+𝑜cardBmωcardcardBm+𝑜cardBm=cardBm+𝑜cardBm
131 129 130 syl BmFincardcardBm+𝑜cardBm=cardBm+𝑜cardBm
132 131 adantl kmBkBmBmFincardcardBm+𝑜cardBm=cardBm+𝑜cardBm
133 127 132 eleqtrrd kmBkBmBmFincardkmBk+𝑜cardBmcardcardBm+𝑜cardBm
134 cardsdomelir cardkmBk+𝑜cardBmcardcardBm+𝑜cardBmcardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBm
135 133 134 syl kmBkBmBmFincardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBm
136 ensdomtr kmBk⊔︀BmcardkmBk+𝑜cardBmcardkmBk+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBmkmBk⊔︀BmcardBm+𝑜cardBm
137 99 135 136 syl2anc kmBkBmBmFinkmBk⊔︀BmcardBm+𝑜cardBm
138 cardadju BmdomcardBmdomcardBm⊔︀BmcardBm+𝑜cardBm
139 96 96 138 syl2anc BmFinBm⊔︀BmcardBm+𝑜cardBm
140 139 ensymd BmFincardBm+𝑜cardBmBm⊔︀Bm
141 140 adantl kmBkBmBmFincardBm+𝑜cardBmBm⊔︀Bm
142 sdomentr kmBk⊔︀BmcardBm+𝑜cardBmcardBm+𝑜cardBmBm⊔︀BmkmBk⊔︀BmBm⊔︀Bm
143 137 141 142 syl2anc kmBkBmBmFinkmBk⊔︀BmBm⊔︀Bm
144 domsdomtr ksucmBkkmBk⊔︀BmkmBk⊔︀BmBm⊔︀BmksucmBkBm⊔︀Bm
145 89 143 144 sylancr kmBkBmBmFinksucmBkBm⊔︀Bm
146 145 expcom BmFinkmBkBmksucmBkBm⊔︀Bm
147 82 146 syl mωksucsucmBk𝒫kkmBkBmksucmBkBm⊔︀Bm
148 sdomentr ksucmBkBm⊔︀BmBm⊔︀BmBsucmksucmBkBsucm
149 148 expcom Bm⊔︀BmBsucmksucmBkBm⊔︀BmksucmBkBsucm
150 72 147 149 sylsyld mωksucsucmBk𝒫kkmBkBmksucmBkBsucm
151 38 150 syld mωksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫kkmBkBmksucmBkBsucm
152 151 ex mωksucsucmBk𝒫kksucmBk𝒫kkmBkBmksucmBkBsucm
153 152 com23 mωksucmBk𝒫kkmBkBmksucsucmBk𝒫kksucmBkBsucm
154 6 12 18 32 153 finds1 nωksucnBk𝒫kknBkBn
155 154 imp nωksucnBk𝒫kknBkBn