Metamath Proof Explorer


Theorem vdwlem10

Description: Lemma for vdw . Set up secondary induction on M . (Contributed by Mario Carneiro, 18-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses vdw.r ⊢ φ → R ∈ Fin
vdwlem9.k ⊢ φ → K ∈ ℤ ≥ 2
vdwlem9.s ⊢ φ → ∀ s ∈ Fin ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f
vdwlem10.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
Assertion vdwlem10 ⊢ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vdw.r ⊢ φ → R ∈ Fin
2 vdwlem9.k ⊢ φ → K ∈ ℤ ≥ 2
3 vdwlem9.s ⊢ φ → ∀ s ∈ Fin ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f
4 vdwlem10.m ⊢ φ → M ∈ ℕ
5 opeq1 ⊢ x = 1 → x K = 1 K
6 5 breq1d ⊢ x = 1 → x K PolyAP f ↔ 1 K PolyAP f
7 6 orbi1d ⊢ x = 1 → x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
8 7 rexralbidv ⊢ x = 1 → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
9 8 imbi2d ⊢ x = 1 → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
10 opeq1 ⊢ x = m → x K = m K
11 10 breq1d ⊢ x = m → x K PolyAP f ↔ m K PolyAP f
12 11 orbi1d ⊢ x = m → x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
13 12 rexralbidv ⊢ x = m → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
14 13 imbi2d ⊢ x = m → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
15 opeq1 ⊢ x = m + 1 → x K = m + 1 K
16 15 breq1d ⊢ x = m + 1 → x K PolyAP f ↔ m + 1 K PolyAP f
17 16 orbi1d ⊢ x = m + 1 → x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
18 17 rexralbidv ⊢ x = m + 1 → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
19 18 imbi2d ⊢ x = m + 1 → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
20 opeq1 ⊢ x = M → x K = M K
21 20 breq1d ⊢ x = M → x K PolyAP f ↔ M K PolyAP f
22 21 orbi1d ⊢ x = M → x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
23 22 rexralbidv ⊢ x = M → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
24 23 imbi2d ⊢ x = M → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n x K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
25 oveq1 ⊢ s = R → s 1 … n = R 1 … n
26 25 raleqdv ⊢ s = R → ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f ↔ ∀ f ∈ R 1 … n K MonoAP f
27 26 rexbidv ⊢ s = R → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f ↔ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n K MonoAP f
28 27 3 1 rspcdva ⊢ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n K MonoAP f
29 oveq2 ⊢ n = w → 1 … n = 1 … w
30 29 oveq2d ⊢ n = w → R 1 … n = R 1 … w
31 30 raleqdv ⊢ n = w → ∀ f ∈ R 1 … n K MonoAP f ↔ ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f
32 31 cbvrexvw ⊢ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n K MonoAP f ↔ ∃ w ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f
33 28 32 sylib ⊢ φ → ∃ w ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f
34 breq2 ⊢ f = g → K MonoAP f ↔ K MonoAP g
35 34 cbvralvw ⊢ ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f ↔ ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g
36 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
37 simpr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → w ∈ ℕ
38 nnmulcl ⊢ 2 ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ → 2 ⁢ w ∈ ℕ
39 36 37 38 sylancr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → 2 ⁢ w ∈ ℕ
40 1 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → R ∈ Fin
41 ovex ⊢ 1 … 2 ⁢ w ∈ V
42 elmapg ⊢ R ∈ Fin ∧ 1 … 2 ⁢ w ∈ V → f ∈ R 1 … 2 ⁢ w ↔ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R
43 40 41 42 sylancl ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → f ∈ R 1 … 2 ⁢ w ↔ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R
44 43 biimpa ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f ∈ R 1 … 2 ⁢ w → f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R
45 simplr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R
46 elfznn ⊢ y ∈ 1 … w → y ∈ ℕ
47 46 adantl ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y ∈ ℕ
48 47 nnred ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y ∈ ℝ
49 simpllr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → w ∈ ℕ
50 49 nnred ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → w ∈ ℝ
51 elfzle2 ⊢ y ∈ 1 … w → y ≤ w
52 51 adantl ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y ≤ w
53 48 50 50 52 leadd1dd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ≤ w + w
54 49 nncnd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → w ∈ ℂ
55 54 2timesd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → 2 ⁢ w = w + w
56 53 55 breqtrrd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ≤ 2 ⁢ w
57 47 49 nnaddcld ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ∈ ℕ
58 nnuz ⊢ ℕ = ℤ ≥ 1
59 57 58 eleqtrdi ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ∈ ℤ ≥ 1
60 39 ad2antrr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → 2 ⁢ w ∈ ℕ
61 60 nnzd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → 2 ⁢ w ∈ ℤ
62 elfz5 ⊢ y + w ∈ ℤ ≥ 1 ∧ 2 ⁢ w ∈ ℤ → y + w ∈ 1 … 2 ⁢ w ↔ y + w ≤ 2 ⁢ w
63 59 61 62 syl2anc ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ∈ 1 … 2 ⁢ w ↔ y + w ≤ 2 ⁢ w
64 56 63 mpbird ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → y + w ∈ 1 … 2 ⁢ w
65 45 64 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ y ∈ 1 … w → f ⁡ y + w ∈ R
66 fvoveq1 ⊢ x = y → f ⁡ x + w = f ⁡ y + w
67 66 cbvmptv ⊢ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w = y ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ y + w
68 65 67 fmptd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w : 1 … w ⟶ R
69 ovex ⊢ 1 … w ∈ V
70 elmapg ⊢ R ∈ Fin ∧ 1 … w ∈ V → x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ∈ R 1 … w ↔ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w : 1 … w ⟶ R
71 40 69 70 sylancl ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ∈ R 1 … w ↔ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w : 1 … w ⟶ R
72 71 biimpar ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w : 1 … w ⟶ R → x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ∈ R 1 … w
73 68 72 syldan ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ∈ R 1 … w
74 breq2 ⊢ g = x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w → K MonoAP g ↔ K MonoAP x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w
75 74 rspcv ⊢ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ∈ R 1 … w → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → K MonoAP x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w
76 73 75 syl ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → K MonoAP x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w
77 2nn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0
78 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → K ∈ ℤ ≥ 2
79 eluznn0 ⊢ 2 ∈ ℕ 0 ∧ K ∈ ℤ ≥ 2 → K ∈ ℕ 0
80 77 78 79 sylancr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → K ∈ ℕ 0
81 69 80 68 vdwmc ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → K MonoAP x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w ↔ ∃ c ∃ a ∈ ℕ ∃ d ∈ ℕ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c
82 40 ad2antrr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → R ∈ Fin
83 78 adantr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → K ∈ ℤ ≥ 2
84 simpllr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → w ∈ ℕ
85 simplr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R
86 vex ⊢ c ∈ V
87 simprll ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → a ∈ ℕ
88 simprlr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → d ∈ ℕ
89 simprr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c
90 82 83 84 85 86 87 88 89 67 vdwlem8 ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → 1 K PolyAP f
91 90 orcd ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ ∧ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
92 91 expr ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R ∧ a ∈ ℕ ∧ d ∈ ℕ → a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
93 92 rexlimdvva ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → ∃ a ∈ ℕ ∃ d ∈ ℕ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
94 93 exlimdv ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → ∃ c ∃ a ∈ ℕ ∃ d ∈ ℕ a AP ⁡ K d ⊆ x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w -1 c → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
95 81 94 sylbid ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → K MonoAP x ∈ 1 … w ⟼ f ⁡ x + w → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
96 76 95 syld ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f : 1 … 2 ⁢ w ⟶ R → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
97 44 96 syldan ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ ∧ f ∈ R 1 … 2 ⁢ w → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
98 97 ralrimdva ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → ∀ f ∈ R 1 … 2 ⁢ w 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
99 oveq2 ⊢ n = 2 ⁢ w → 1 … n = 1 … 2 ⁢ w
100 99 oveq2d ⊢ n = 2 ⁢ w → R 1 … n = R 1 … 2 ⁢ w
101 100 raleqdv ⊢ n = 2 ⁢ w → ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ f ∈ R 1 … 2 ⁢ w 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
102 101 rspcev ⊢ 2 ⁢ w ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … 2 ⁢ w 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
103 39 98 102 syl6an ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → ∀ g ∈ R 1 … w K MonoAP g → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
104 35 103 biimtrid ⊢ φ ∧ w ∈ ℕ → ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
105 104 rexlimdva ⊢ φ → ∃ w ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w K MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
106 33 105 mpd ⊢ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
107 breq2 ⊢ f = g → m K PolyAP f ↔ m K PolyAP g
108 breq2 ⊢ f = g → K + 1 MonoAP f ↔ K + 1 MonoAP g
109 107 108 orbi12d ⊢ f = g → m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
110 109 cbvralvw ⊢ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ g ∈ R 1 … n m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
111 30 raleqdv ⊢ n = w → ∀ g ∈ R 1 … n m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ↔ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
112 110 111 bitrid ⊢ n = w → ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
113 112 cbvrexvw ⊢ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∃ w ∈ ℕ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
114 oveq2 ⊢ n = v → 1 … n = 1 … v
115 114 oveq2d ⊢ n = v → s 1 … n = s 1 … v
116 115 raleqdv ⊢ n = v → ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f ↔ ∀ f ∈ s 1 … v K MonoAP f
117 116 cbvrexvw ⊢ ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f ↔ ∃ v ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … v K MonoAP f
118 oveq1 ⊢ s = R 1 … w → s 1 … v = R 1 … w 1 … v
119 118 raleqdv ⊢ s = R 1 … w → ∀ f ∈ s 1 … v K MonoAP f ↔ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f
120 119 rexbidv ⊢ s = R 1 … w → ∃ v ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … v K MonoAP f ↔ ∃ v ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f
121 117 120 bitrid ⊢ s = R 1 … w → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f ↔ ∃ v ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f
122 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → ∀ s ∈ Fin ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f
123 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → R ∈ Fin
124 fzfi ⊢ 1 … w ∈ Fin
125 mapfi ⊢ R ∈ Fin ∧ 1 … w ∈ Fin → R 1 … w ∈ Fin
126 123 124 125 sylancl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → R 1 … w ∈ Fin
127 121 122 126 rspcdva ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → ∃ v ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f
128 simprll ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → w ∈ ℕ
129 simprrl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → v ∈ ℕ
130 nnmulcl ⊢ 2 ∈ ℕ ∧ v ∈ ℕ → 2 ⁢ v ∈ ℕ
131 36 130 mpan ⊢ v ∈ ℕ → 2 ⁢ v ∈ ℕ
132 nnmulcl ⊢ w ∈ ℕ ∧ 2 ⁢ v ∈ ℕ → w ⁢ 2 ⁢ v ∈ ℕ
133 131 132 sylan2 ⊢ w ∈ ℕ ∧ v ∈ ℕ → w ⁢ 2 ⁢ v ∈ ℕ
134 128 129 133 syl2anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → w ⁢ 2 ⁢ v ∈ ℕ
135 simp1l ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → φ
136 135 1 syl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → R ∈ Fin
137 135 2 syl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → K ∈ ℤ ≥ 2
138 135 3 syl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ s ∈ Fin ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ s 1 … n K MonoAP f
139 simp1r ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → m ∈ ℕ
140 simp2ll ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → w ∈ ℕ
141 simp2lr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g
142 breq2 ⊢ g = k → m K PolyAP g ↔ m K PolyAP k
143 breq2 ⊢ g = k → K + 1 MonoAP g ↔ K + 1 MonoAP k
144 142 143 orbi12d ⊢ g = k → m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ↔ m K PolyAP k ∨ K + 1 MonoAP k
145 144 cbvralvw ⊢ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ↔ ∀ k ∈ R 1 … w m K PolyAP k ∨ K + 1 MonoAP k
146 141 145 sylib ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ k ∈ R 1 … w m K PolyAP k ∨ K + 1 MonoAP k
147 simp2rl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → v ∈ ℕ
148 simp2rr ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f
149 simp3 ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v
150 ovex ⊢ 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ∈ V
151 elmapg ⊢ R ∈ Fin ∧ 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ∈ V → h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ↔ h : 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ⟶ R
152 136 150 151 sylancl ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ↔ h : 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ⟶ R
153 149 152 mpbid ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → h : 1 … w ⁢ 2 ⁢ v ⟶ R
154 fvoveq1 ⊢ y = u → h ⁡ y + w ⁢ x - 1 + v = h ⁡ u + w ⁢ x - 1 + v
155 154 cbvmptv ⊢ y ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ y + w ⁢ x - 1 + v = u ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ u + w ⁢ x - 1 + v
156 oveq1 ⊢ x = z → x − 1 = z − 1
157 156 oveq1d ⊢ x = z → x - 1 + v = z - 1 + v
158 157 oveq2d ⊢ x = z → w ⁢ x - 1 + v = w ⁢ z - 1 + v
159 158 oveq2d ⊢ x = z → u + w ⁢ x - 1 + v = u + w ⁢ z - 1 + v
160 159 fveq2d ⊢ x = z → h ⁡ u + w ⁢ x - 1 + v = h ⁡ u + w ⁢ z - 1 + v
161 160 mpteq2dv ⊢ x = z → u ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ u + w ⁢ x - 1 + v = u ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ u + w ⁢ z - 1 + v
162 155 161 eqtrid ⊢ x = z → y ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ y + w ⁢ x - 1 + v = u ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ u + w ⁢ z - 1 + v
163 162 cbvmptv ⊢ x ∈ 1 … v ⟼ y ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ y + w ⁢ x - 1 + v = z ∈ 1 … v ⟼ u ∈ 1 … w ⟼ h ⁡ u + w ⁢ z - 1 + v
164 136 137 138 139 140 146 147 148 153 163 vdwlem9 ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f ∧ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
165 164 3expia ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v → m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
166 165 ralrimiv ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → ∀ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
167 oveq2 ⊢ n = w ⁢ 2 ⁢ v → 1 … n = 1 … w ⁢ 2 ⁢ v
168 167 oveq2d ⊢ n = w ⁢ 2 ⁢ v → R 1 … n = R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v
169 168 raleqdv ⊢ n = w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ f ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
170 breq2 ⊢ f = h → m + 1 K PolyAP f ↔ m + 1 K PolyAP h
171 breq2 ⊢ f = h → K + 1 MonoAP f ↔ K + 1 MonoAP h
172 170 171 orbi12d ⊢ f = h → m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
173 172 cbvralvw ⊢ ∀ f ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
174 169 173 bitrdi ⊢ n = w ⁢ 2 ⁢ v → ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f ↔ ∀ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h
175 174 rspcev ⊢ w ⁢ 2 ⁢ v ∈ ℕ ∧ ∀ h ∈ R 1 … w ⁢ 2 ⁢ v m + 1 K PolyAP h ∨ K + 1 MonoAP h → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
176 134 166 175 syl2anc ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
177 176 anassrs ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g ∧ v ∈ ℕ ∧ ∀ f ∈ R 1 … w 1 … v K MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
178 127 177 rexlimddv ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ ∧ w ∈ ℕ ∧ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
179 178 rexlimdvaa ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∃ w ∈ ℕ ∀ g ∈ R 1 … w m K PolyAP g ∨ K + 1 MonoAP g → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
180 113 179 biimtrid ⊢ φ ∧ m ∈ ℕ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
181 180 expcom ⊢ m ∈ ℕ → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
182 181 a2d ⊢ m ∈ ℕ → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n m + 1 K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
183 9 14 19 24 106 182 nnind ⊢ M ∈ ℕ → φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f
184 4 183 mpcom ⊢ φ → ∃ n ∈ ℕ ∀ f ∈ R 1 … n M K PolyAP f ∨ K + 1 MonoAP f