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Theorem subfacp1lem5

Description: Lemma for subfacp1 . In subfacp1lem6 we cut up the set of all derangements on 1 ... ( N + 1 ) first according to the value at 1 , and then by whether or not ( f( f1 ) ) = 1 . In this lemma, we show that the subset of all N + 1 derangements with ( f( f1 ) ) =/= 1 for fixed M = ( f1 ) is in bijection with derangements of 2 ... ( N + 1 ) , because pre-composing with the function F swaps 1 and M and turns the function into a bijection with ( f1 ) = 1 and ( fx ) =/= x for all other x , so dropping the point at 1 yields a derangement on the N remaining points. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses derang.d D = x Fin f | f : x 1-1 onto x y x f y y
subfac.n S = n 0 D 1 n
subfacp1lem.a A = f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y
subfacp1lem1.n φ N
subfacp1lem1.m φ M 2 N + 1
subfacp1lem1.x M V
subfacp1lem1.k K = 2 N + 1 M
subfacp1lem5.b B = g A | g 1 = M g M 1
subfacp1lem5.f F = I K 1 M M 1
subfacp1lem5.c C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
Assertion subfacp1lem5 φ B = S N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 derang.d D = x Fin f | f : x 1-1 onto x y x f y y
2 subfac.n S = n 0 D 1 n
3 subfacp1lem.a A = f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y
4 subfacp1lem1.n φ N
5 subfacp1lem1.m φ M 2 N + 1
6 subfacp1lem1.x M V
7 subfacp1lem1.k K = 2 N + 1 M
8 subfacp1lem5.b B = g A | g 1 = M g M 1
9 subfacp1lem5.f F = I K 1 M M 1
10 subfacp1lem5.c C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
11 fzfi 1 N + 1 Fin
12 deranglem 1 N + 1 Fin f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y Fin
13 11 12 ax-mp f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y Fin
14 3 13 eqeltri A Fin
15 8 ssrab3 B A
16 ssfi A Fin B A B Fin
17 14 15 16 mp2an B Fin
18 17 elexi B V
19 18 a1i φ B V
20 eqid b B F b 2 N + 1 = b B F b 2 N + 1
21 f1oi I K : K 1-1 onto K
22 21 a1i φ I K : K 1-1 onto K
23 1 2 3 4 5 6 7 9 22 subfacp1lem2a φ F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 = M F M = 1
24 23 simp1d φ F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
25 simpr φ b B b B
26 fveq1 g = b g 1 = b 1
27 26 eqeq1d g = b g 1 = M b 1 = M
28 fveq1 g = b g M = b M
29 28 neeq1d g = b g M 1 b M 1
30 27 29 anbi12d g = b g 1 = M g M 1 b 1 = M b M 1
31 30 8 elrab2 b B b A b 1 = M b M 1
32 25 31 sylib φ b B b A b 1 = M b M 1
33 32 simpld φ b B b A
34 vex b V
35 f1oeq1 f = b f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
36 fveq1 f = b f y = b y
37 36 neeq1d f = b f y y b y y
38 37 ralbidv f = b y 1 N + 1 f y y y 1 N + 1 b y y
39 35 38 anbi12d f = b f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
40 34 39 3 elab2 b A b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
41 33 40 sylib φ b B b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
42 41 simpld φ b B b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
43 f1oco F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
44 24 42 43 syl2an2r φ b B F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
45 f1of1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
46 df-f1 F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1 N + 1 Fun F b -1
47 46 simprbi F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 Fun F b -1
48 44 45 47 3syl φ b B Fun F b -1
49 f1ofn F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b Fn 1 N + 1
50 fnresdm F b Fn 1 N + 1 F b 1 N + 1 = F b
51 f1oeq1 F b 1 N + 1 = F b F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
52 44 49 50 51 4syl φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
53 44 52 mpbird φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
54 f1ofo F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1
55 53 54 syl φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1
56 1ex 1 V
57 56 56 f1osn 1 1 : 1 1-1 onto 1
58 44 49 syl φ b B F b Fn 1 N + 1
59 4 peano2nnd φ N + 1
60 nnuz = 1
61 59 60 eleqtrdi φ N + 1 1
62 eluzfz1 N + 1 1 1 1 N + 1
63 61 62 syl φ 1 1 N + 1
64 63 adantr φ b B 1 1 N + 1
65 fnressn F b Fn 1 N + 1 1 1 N + 1 F b 1 = 1 F b 1
66 58 64 65 syl2anc φ b B F b 1 = 1 F b 1
67 f1of b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1 N + 1
68 42 67 syl φ b B b : 1 N + 1 1 N + 1
69 68 64 fvco3d φ b B F b 1 = F b 1
70 32 simprd φ b B b 1 = M b M 1
71 70 simpld φ b B b 1 = M
72 71 fveq2d φ b B F b 1 = F M
73 23 simp3d φ F M = 1
74 73 adantr φ b B F M = 1
75 69 72 74 3eqtrd φ b B F b 1 = 1
76 75 opeq2d φ b B 1 F b 1 = 1 1
77 76 sneqd φ b B 1 F b 1 = 1 1
78 66 77 eqtrd φ b B F b 1 = 1 1
79 f1oeq1 F b 1 = 1 1 F b 1 : 1 1-1 onto 1 1 1 : 1 1-1 onto 1
80 78 79 syl φ b B F b 1 : 1 1-1 onto 1 1 1 : 1 1-1 onto 1
81 57 80 mpbiri φ b B F b 1 : 1 1-1 onto 1
82 f1ofo F b 1 : 1 1-1 onto 1 F b 1 : 1 onto 1
83 81 82 syl φ b B F b 1 : 1 onto 1
84 resdif Fun F b -1 F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1 F b 1 : 1 onto 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
85 48 55 83 84 syl3anc φ b B F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
86 fzsplit 1 1 N + 1 1 N + 1 = 1 1 1 + 1 N + 1
87 63 86 syl φ 1 N + 1 = 1 1 1 + 1 N + 1
88 1z 1
89 fzsn 1 1 1 = 1
90 88 89 ax-mp 1 1 = 1
91 1p1e2 1 + 1 = 2
92 91 oveq1i 1 + 1 N + 1 = 2 N + 1
93 90 92 uneq12i 1 1 1 + 1 N + 1 = 1 2 N + 1
94 87 93 eqtr2di φ 1 2 N + 1 = 1 N + 1
95 63 snssd φ 1 1 N + 1
96 incom 1 2 N + 1 = 2 N + 1 1
97 1lt2 1 < 2
98 1re 1
99 2re 2
100 98 99 ltnlei 1 < 2 ¬ 2 1
101 97 100 mpbi ¬ 2 1
102 elfzle1 1 2 N + 1 2 1
103 101 102 mto ¬ 1 2 N + 1
104 disjsn 2 N + 1 1 = ¬ 1 2 N + 1
105 103 104 mpbir 2 N + 1 1 =
106 96 105 eqtri 1 2 N + 1 =
107 uneqdifeq 1 1 N + 1 1 2 N + 1 = 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 N + 1 1 = 2 N + 1
108 95 106 107 sylancl φ 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 N + 1 1 = 2 N + 1
109 94 108 mpbid φ 1 N + 1 1 = 2 N + 1
110 109 adantr φ b B 1 N + 1 1 = 2 N + 1
111 reseq2 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 = F b 2 N + 1
112 f1oeq1 F b 1 N + 1 1 = F b 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
113 111 112 syl 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
114 f1oeq2 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1
115 f1oeq3 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
116 113 114 115 3bitrd 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
117 110 116 syl φ b B F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
118 85 117 mpbid φ b B F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
119 68 adantr φ b B y 2 N + 1 b : 1 N + 1 1 N + 1
120 fzp1ss 1 1 + 1 N + 1 1 N + 1
121 88 120 ax-mp 1 + 1 N + 1 1 N + 1
122 92 121 eqsstrri 2 N + 1 1 N + 1
123 simpr φ b B y 2 N + 1 y 2 N + 1
124 122 123 sseldi φ b B y 2 N + 1 y 1 N + 1
125 119 124 fvco3d φ b B y 2 N + 1 F b y = F b y
126 1 2 3 4 5 6 7 8 9 subfacp1lem4 φ F -1 = F
127 126 fveq1d φ F -1 y = F y
128 127 ad2antrr φ b B y 2 N + 1 F -1 y = F y
129 70 simprd φ b B b M 1
130 129 74 neeqtrrd φ b B b M F M
131 130 adantr φ b B y 2 N + 1 b M F M
132 fveq2 y = M b y = b M
133 fveq2 y = M F y = F M
134 132 133 neeq12d y = M b y F y b M F M
135 131 134 syl5ibrcom φ b B y 2 N + 1 y = M b y F y
136 122 sseli y 2 N + 1 y 1 N + 1
137 41 simprd φ b B y 1 N + 1 b y y
138 137 r19.21bi φ b B y 1 N + 1 b y y
139 136 138 sylan2 φ b B y 2 N + 1 b y y
140 139 adantrr φ b B y 2 N + 1 y M b y y
141 7 eleq2i y K y 2 N + 1 M
142 eldifsn y 2 N + 1 M y 2 N + 1 y M
143 141 142 bitri y K y 2 N + 1 y M
144 1 2 3 4 5 6 7 9 22 subfacp1lem2b φ y K F y = I K y
145 fvresi y K I K y = y
146 145 adantl φ y K I K y = y
147 144 146 eqtrd φ y K F y = y
148 143 147 sylan2br φ y 2 N + 1 y M F y = y
149 148 adantlr φ b B y 2 N + 1 y M F y = y
150 140 149 neeqtrrd φ b B y 2 N + 1 y M b y F y
151 150 expr φ b B y 2 N + 1 y M b y F y
152 135 151 pm2.61dne φ b B y 2 N + 1 b y F y
153 152 necomd φ b B y 2 N + 1 F y b y
154 128 153 eqnetrd φ b B y 2 N + 1 F -1 y b y
155 24 adantr φ b B F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
156 ffvelrn b : 1 N + 1 1 N + 1 y 1 N + 1 b y 1 N + 1
157 68 136 156 syl2an φ b B y 2 N + 1 b y 1 N + 1
158 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b y 1 N + 1 F b y = y F -1 y = b y
159 155 157 158 syl2an2r φ b B y 2 N + 1 F b y = y F -1 y = b y
160 159 necon3d φ b B y 2 N + 1 F -1 y b y F b y y
161 154 160 mpd φ b B y 2 N + 1 F b y y
162 125 161 eqnetrd φ b B y 2 N + 1 F b y y
163 162 ralrimiva φ b B y 2 N + 1 F b y y
164 f1of I K : K 1-1 onto K I K : K K
165 21 164 ax-mp I K : K K
166 fzfi 2 N + 1 Fin
167 difexg 2 N + 1 Fin 2 N + 1 M V
168 166 167 ax-mp 2 N + 1 M V
169 7 168 eqeltri K V
170 fex I K : K K K V I K V
171 165 169 170 mp2an I K V
172 prex 1 M M 1 V
173 171 172 unex I K 1 M M 1 V
174 9 173 eqeltri F V
175 174 34 coex F b V
176 175 resex F b 2 N + 1 V
177 f1oeq1 f = F b 2 N + 1 f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
178 fveq1 f = F b 2 N + 1 f y = F b 2 N + 1 y
179 fvres y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = F b y
180 178 179 sylan9eq f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y = F b y
181 180 neeq1d f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y F b y y
182 181 ralbidva f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y y 2 N + 1 F b y y
183 177 182 anbi12d f = F b 2 N + 1 f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 F b y y
184 176 183 10 elab2 F b 2 N + 1 C F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 F b y y
185 118 163 184 sylanbrc φ b B F b 2 N + 1 C
186 simpr φ c C c C
187 vex c V
188 f1oeq1 f = c f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
189 fveq1 f = c f y = c y
190 189 neeq1d f = c f y y c y y
191 190 ralbidv f = c y 2 N + 1 f y y y 2 N + 1 c y y
192 188 191 anbi12d f = c f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
193 187 192 10 elab2 c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
194 186 193 sylib φ c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
195 194 simpld φ c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
196 f1oun 1 1 : 1 1-1 onto 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 1 2 N + 1 = 1 2 N + 1 = 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
197 106 106 196 mpanr12 1 1 : 1 1-1 onto 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
198 57 195 197 sylancr φ c C 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
199 f1oeq2 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
200 f1oeq3 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
201 199 200 bitrd 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
202 94 201 syl φ 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
203 202 biimpa φ 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
204 198 203 syldan φ c C 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
205 f1oco F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
206 24 204 205 syl2an2r φ c C F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
207 f1of 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
208 204 207 syl φ c C 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
209 fvco3 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y = F 1 1 c y
210 208 209 sylan φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y = F 1 1 c y
211 127 ad2antrr φ c C y 1 N + 1 F -1 y = F y
212 simpr φ c C y 1 N + 1 y 1 N + 1
213 94 ad2antrr φ c C y 1 N + 1 1 2 N + 1 = 1 N + 1
214 212 213 eleqtrrd φ c C y 1 N + 1 y 1 2 N + 1
215 elun y 1 2 N + 1 y 1 y 2 N + 1
216 214 215 sylib φ c C y 1 N + 1 y 1 y 2 N + 1
217 nelne2 M 2 N + 1 ¬ 1 2 N + 1 M 1
218 5 103 217 sylancl φ M 1
219 218 adantr φ c C M 1
220 23 simp2d φ F 1 = M
221 220 adantr φ c C F 1 = M
222 f1ofun 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 Fun 1 1 c
223 198 222 syl φ c C Fun 1 1 c
224 ssun1 1 1 1 1 c
225 56 snid 1 1
226 56 dmsnop dom 1 1 = 1
227 225 226 eleqtrri 1 dom 1 1
228 funssfv Fun 1 1 c 1 1 1 1 c 1 dom 1 1 1 1 c 1 = 1 1 1
229 224 227 228 mp3an23 Fun 1 1 c 1 1 c 1 = 1 1 1
230 223 229 syl φ c C 1 1 c 1 = 1 1 1
231 56 56 fvsn 1 1 1 = 1
232 230 231 eqtrdi φ c C 1 1 c 1 = 1
233 219 221 232 3netr4d φ c C F 1 1 1 c 1
234 elsni y 1 y = 1
235 234 fveq2d y 1 F y = F 1
236 234 fveq2d y 1 1 1 c y = 1 1 c 1
237 235 236 neeq12d y 1 F y 1 1 c y F 1 1 1 c 1
238 233 237 syl5ibrcom φ c C y 1 F y 1 1 c y
239 238 imp φ c C y 1 F y 1 1 c y
240 223 adantr φ c C y 2 N + 1 Fun 1 1 c
241 ssun2 c 1 1 c
242 241 a1i φ c C y 2 N + 1 c 1 1 c
243 f1odm c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 dom c = 2 N + 1
244 195 243 syl φ c C dom c = 2 N + 1
245 244 eleq2d φ c C y dom c y 2 N + 1
246 245 biimpar φ c C y 2 N + 1 y dom c
247 funssfv Fun 1 1 c c 1 1 c y dom c 1 1 c y = c y
248 240 242 246 247 syl3anc φ c C y 2 N + 1 1 1 c y = c y
249 f1of c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c : 2 N + 1 2 N + 1
250 195 249 syl φ c C c : 2 N + 1 2 N + 1
251 5 adantr φ c C M 2 N + 1
252 250 251 ffvelrnd φ c C c M 2 N + 1
253 nelne2 c M 2 N + 1 ¬ 1 2 N + 1 c M 1
254 252 103 253 sylancl φ c C c M 1
255 254 adantr φ c C y 2 N + 1 c M 1
256 73 ad2antrr φ c C y 2 N + 1 F M = 1
257 255 256 neeqtrrd φ c C y 2 N + 1 c M F M
258 fveq2 y = M c y = c M
259 258 133 neeq12d y = M c y F y c M F M
260 257 259 syl5ibrcom φ c C y 2 N + 1 y = M c y F y
261 194 simprd φ c C y 2 N + 1 c y y
262 261 r19.21bi φ c C y 2 N + 1 c y y
263 262 adantrr φ c C y 2 N + 1 y M c y y
264 148 adantlr φ c C y 2 N + 1 y M F y = y
265 263 264 neeqtrrd φ c C y 2 N + 1 y M c y F y
266 265 expr φ c C y 2 N + 1 y M c y F y
267 260 266 pm2.61dne φ c C y 2 N + 1 c y F y
268 248 267 eqnetrd φ c C y 2 N + 1 1 1 c y F y
269 268 necomd φ c C y 2 N + 1 F y 1 1 c y
270 239 269 jaodan φ c C y 1 y 2 N + 1 F y 1 1 c y
271 216 270 syldan φ c C y 1 N + 1 F y 1 1 c y
272 211 271 eqnetrd φ c C y 1 N + 1 F -1 y 1 1 c y
273 24 adantr φ c C F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
274 208 ffvelrnda φ c C y 1 N + 1 1 1 c y 1 N + 1
275 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c y 1 N + 1 F 1 1 c y = y F -1 y = 1 1 c y
276 273 274 275 syl2an2r φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y = y F -1 y = 1 1 c y
277 276 necon3d φ c C y 1 N + 1 F -1 y 1 1 c y F 1 1 c y y
278 272 277 mpd φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
279 210 278 eqnetrd φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
280 279 ralrimiva φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
281 snex 1 1 V
282 281 187 unex 1 1 c V
283 174 282 coex F 1 1 c V
284 f1oeq1 f = F 1 1 c f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
285 fveq1 f = F 1 1 c f y = F 1 1 c y
286 285 neeq1d f = F 1 1 c f y y F 1 1 c y y
287 286 ralbidv f = F 1 1 c y 1 N + 1 f y y y 1 N + 1 F 1 1 c y y
288 284 287 anbi12d f = F 1 1 c f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y y
289 283 288 3 elab2 F 1 1 c A F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y y
290 206 280 289 sylanbrc φ c C F 1 1 c A
291 63 adantr φ c C 1 1 N + 1
292 208 291 fvco3d φ c C F 1 1 c 1 = F 1 1 c 1
293 232 fveq2d φ c C F 1 1 c 1 = F 1
294 292 293 221 3eqtrd φ c C F 1 1 c 1 = M
295 122 5 sseldi φ M 1 N + 1
296 295 adantr φ c C M 1 N + 1
297 208 296 fvco3d φ c C F 1 1 c M = F 1 1 c M
298 241 a1i φ c C c 1 1 c
299 251 244 eleqtrrd φ c C M dom c
300 funssfv Fun 1 1 c c 1 1 c M dom c 1 1 c M = c M
301 223 298 299 300 syl3anc φ c C 1 1 c M = c M
302 301 fveq2d φ c C F 1 1 c M = F c M
303 297 302 eqtrd φ c C F 1 1 c M = F c M
304 126 fveq1d φ F -1 1 = F 1
305 304 220 eqtrd φ F -1 1 = M
306 305 adantr φ c C F -1 1 = M
307 id y = M y = M
308 258 307 neeq12d y = M c y y c M M
309 308 261 251 rspcdva φ c C c M M
310 309 necomd φ c C M c M
311 306 310 eqnetrd φ c C F -1 1 c M
312 122 252 sseldi φ c C c M 1 N + 1
313 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 c M 1 N + 1 F c M = 1 F -1 1 = c M
314 24 312 313 syl2an2r φ c C F c M = 1 F -1 1 = c M
315 314 necon3d φ c C F -1 1 c M F c M 1
316 311 315 mpd φ c C F c M 1
317 303 316 eqnetrd φ c C F 1 1 c M 1
318 294 317 jca φ c C F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
319 fveq1 g = F 1 1 c g 1 = F 1 1 c 1
320 319 eqeq1d g = F 1 1 c g 1 = M F 1 1 c 1 = M
321 fveq1 g = F 1 1 c g M = F 1 1 c M
322 321 neeq1d g = F 1 1 c g M 1 F 1 1 c M 1
323 320 322 anbi12d g = F 1 1 c g 1 = M g M 1 F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
324 323 8 elrab2 F 1 1 c B F 1 1 c A F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
325 290 318 324 sylanbrc φ c C F 1 1 c B
326 24 adantr φ b B c C F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
327 f1of1 F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
328 326 327 syl φ b B c C F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
329 f1of F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F : 1 N + 1 1 N + 1
330 326 329 syl φ b B c C F : 1 N + 1 1 N + 1
331 68 adantrr φ b B c C b : 1 N + 1 1 N + 1
332 330 331 fcod φ b B c C F b : 1 N + 1 1 N + 1
333 208 adantrl φ b B c C 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
334 cocan1 F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1 F F b = F 1 1 c F b = 1 1 c
335 328 332 333 334 syl3anc φ b B c C F F b = F 1 1 c F b = 1 1 c
336 coass F F b = F F b
337 126 coeq1d φ F -1 F = F F
338 f1ococnv1 F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F -1 F = I 1 N + 1
339 24 338 syl φ F -1 F = I 1 N + 1
340 337 339 eqtr3d φ F F = I 1 N + 1
341 340 adantr φ b B c C F F = I 1 N + 1
342 341 coeq1d φ b B c C F F b = I 1 N + 1 b
343 fcoi2 b : 1 N + 1 1 N + 1 I 1 N + 1 b = b
344 331 343 syl φ b B c C I 1 N + 1 b = b
345 342 344 eqtrd φ b B c C F F b = b
346 336 345 syl5eqr φ b B c C F F b = b
347 346 eqeq1d φ b B c C F F b = F 1 1 c b = F 1 1 c
348 75 adantrr φ b B c C F b 1 = 1
349 232 adantrl φ b B c C 1 1 c 1 = 1
350 348 349 eqtr4d φ b B c C F b 1 = 1 1 c 1
351 fveq2 y = 1 F b y = F b 1
352 fveq2 y = 1 1 1 c y = 1 1 c 1
353 351 352 eqeq12d y = 1 F b y = 1 1 c y F b 1 = 1 1 c 1
354 56 353 ralsn y 1 F b y = 1 1 c y F b 1 = 1 1 c 1
355 350 354 sylibr φ b B c C y 1 F b y = 1 1 c y
356 355 biantrurd φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
357 ralunb y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
358 356 357 bitr4di φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
359 179 adantl φ b B c C y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = F b y
360 359 eqcomd φ b B c C y 2 N + 1 F b y = F b 2 N + 1 y
361 248 adantlrl φ b B c C y 2 N + 1 1 1 c y = c y
362 360 361 eqeq12d φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y F b 2 N + 1 y = c y
363 362 ralbidva φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
364 94 adantr φ b B c C 1 2 N + 1 = 1 N + 1
365 364 raleqdv φ b B c C y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
366 358 363 365 3bitr3rd φ b B c C y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
367 58 adantrr φ b B c C F b Fn 1 N + 1
368 204 adantrl φ b B c C 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
369 f1ofn 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c Fn 1 N + 1
370 368 369 syl φ b B c C 1 1 c Fn 1 N + 1
371 eqfnfv F b Fn 1 N + 1 1 1 c Fn 1 N + 1 F b = 1 1 c y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
372 367 370 371 syl2anc φ b B c C F b = 1 1 c y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
373 fnssres F b Fn 1 N + 1 2 N + 1 1 N + 1 F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1
374 367 122 373 sylancl φ b B c C F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1
375 195 adantrl φ b B c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
376 f1ofn c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c Fn 2 N + 1
377 375 376 syl φ b B c C c Fn 2 N + 1
378 eqfnfv F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1 c Fn 2 N + 1 F b 2 N + 1 = c y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
379 374 377 378 syl2anc φ b B c C F b 2 N + 1 = c y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
380 366 372 379 3bitr4d φ b B c C F b = 1 1 c F b 2 N + 1 = c
381 eqcom F b 2 N + 1 = c c = F b 2 N + 1
382 380 381 bitrdi φ b B c C F b = 1 1 c c = F b 2 N + 1
383 335 347 382 3bitr3d φ b B c C b = F 1 1 c c = F b 2 N + 1
384 20 185 325 383 f1o2d φ b B F b 2 N + 1 : B 1-1 onto C
385 19 384 hasheqf1od φ B = C
386 1 2 derangen2 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = S 2 N + 1
387 1 derangval 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
388 10 fveq2i C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
389 387 388 eqtr4di 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = C
390 386 389 eqtr3d 2 N + 1 Fin S 2 N + 1 = C
391 166 390 ax-mp S 2 N + 1 = C
392 4 60 eleqtrdi φ N 1
393 eluzp1p1 N 1 N + 1 1 + 1
394 392 393 syl φ N + 1 1 + 1
395 df-2 2 = 1 + 1
396 395 fveq2i 2 = 1 + 1
397 394 396 eleqtrrdi φ N + 1 2
398 hashfz N + 1 2 2 N + 1 = N + 1 - 2 + 1
399 397 398 syl φ 2 N + 1 = N + 1 - 2 + 1
400 59 nncnd φ N + 1
401 2cnd φ 2
402 1cnd φ 1
403 400 401 402 subsubd φ N + 1 - 2 1 = N + 1 - 2 + 1
404 2m1e1 2 1 = 1
405 404 oveq2i N + 1 - 2 1 = N + 1 - 1
406 4 nncnd φ N
407 ax-1cn 1
408 pncan N 1 N + 1 - 1 = N
409 406 407 408 sylancl φ N + 1 - 1 = N
410 405 409 syl5eq φ N + 1 - 2 1 = N
411 399 403 410 3eqtr2d φ 2 N + 1 = N
412 411 fveq2d φ S 2 N + 1 = S N
413 391 412 syl5eqr φ C = S N
414 385 413 eqtrd φ B = S N