Metamath Proof Explorer


Theorem eulerpartlem1

Description: Lemma for eulerpart . (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Aug-2017) (Revised by Thierry Arnoux, 1-Sep-2019)

Ref Expression
Hypotheses eulerpart.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin โˆง ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) = ๐‘ ) }
eulerpart.o โŠข ๐‘‚ = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ—ก ๐‘” โ€œ โ„• ) ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› }
eulerpart.d โŠข ๐ท = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘” โ€˜ ๐‘› ) โ‰ค 1 }
eulerpart.j โŠข ๐ฝ = { ๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ง }
eulerpart.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ , ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 โ†‘ ๐‘ฆ ) ยท ๐‘ฅ ) )
eulerpart.h โŠข ๐ป = { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin }
eulerpart.m โŠข ๐‘€ = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
Assertion eulerpartlem1 ๐‘€ : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eulerpart.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin โˆง ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) = ๐‘ ) }
2 eulerpart.o โŠข ๐‘‚ = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ—ก ๐‘” โ€œ โ„• ) ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› }
3 eulerpart.d โŠข ๐ท = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘” โ€˜ ๐‘› ) โ‰ค 1 }
4 eulerpart.j โŠข ๐ฝ = { ๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ง }
5 eulerpart.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ , ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 โ†‘ ๐‘ฆ ) ยท ๐‘ฅ ) )
6 eulerpart.h โŠข ๐ป = { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin }
7 eulerpart.m โŠข ๐‘€ = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
8 nnex โŠข โ„• โˆˆ V
9 4 8 rabex2 โŠข ๐ฝ โˆˆ V
10 nn0ex โŠข โ„•0 โˆˆ V
11 eqid โŠข ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
12 9 10 11 6 fpwrelmapffs โŠข ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin )
13 ssrab2 โŠข { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin } โІ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ )
14 10 pwex โŠข ๐’ซ โ„•0 โˆˆ V
15 inss1 โŠข ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โІ ๐’ซ โ„•0
16 mapss โŠข ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆˆ V โˆง ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โІ ๐’ซ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โІ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) )
17 14 15 16 mp2an โŠข ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โІ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ )
18 13 17 sstri โŠข { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin } โІ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ )
19 6 18 eqsstri โŠข ๐ป โІ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ )
20 resmpt โŠข ( ๐ป โІ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†’ ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) )
21 19 20 ax-mp โŠข ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
22 7 21 eqtr4i โŠข ๐‘€ = ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป )
23 f1oeq1 โŠข ( ๐‘€ = ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) โ†’ ( ๐‘€ : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin ) โ†” ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin ) ) )
24 22 23 ax-mp โŠข ( ๐‘€ : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin ) โ†” ( ( ๐‘Ÿ โˆˆ ( ๐’ซ โ„•0 โ†‘m ๐ฝ ) โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } ) โ†พ ๐ป ) : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin ) )
25 12 24 mpbir โŠข ๐‘€ : ๐ป โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐’ซ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆฉ Fin )