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 ∈ ℕ0 ↦ ( 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 ∈ ℕ ) |
5 |
|
subfacp1lem1.m |
⊢ ( 𝜑 → 𝑀 ∈ ( 2 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) |
6 |
|
subfacp1lem1.x |
⊢ 𝑀 ∈ V |
7 |
|
subfacp1lem1.k |
⊢ 𝐾 = ( ( 2 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ∖ { 𝑀 } ) |
8 |
|
subfacp1lem2.5 |
⊢ 𝐹 = ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) |
9 |
|
subfacp1lem2.6 |
⊢ ( 𝜑 → 𝐺 : 𝐾 –1-1-onto→ 𝐾 ) |
10 |
|
1z |
⊢ 1 ∈ ℤ |
11 |
|
f1oprswap |
⊢ ( ( 1 ∈ ℤ ∧ 𝑀 ∈ V ) → { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } : { 1 , 𝑀 } –1-1-onto→ { 1 , 𝑀 } ) |
12 |
10 6 11
|
mp2an |
⊢ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } : { 1 , 𝑀 } –1-1-onto→ { 1 , 𝑀 } |
13 |
12
|
a1i |
⊢ ( 𝜑 → { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } : { 1 , 𝑀 } –1-1-onto→ { 1 , 𝑀 } ) |
14 |
1 2 3 4 5 6 7
|
subfacp1lem1 |
⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐾 ∩ { 1 , 𝑀 } ) = ∅ ∧ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ∧ ( ♯ ‘ 𝐾 ) = ( 𝑁 − 1 ) ) ) |
15 |
14
|
simp1d |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐾 ∩ { 1 , 𝑀 } ) = ∅ ) |
16 |
|
f1oun |
⊢ ( ( ( 𝐺 : 𝐾 –1-1-onto→ 𝐾 ∧ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } : { 1 , 𝑀 } –1-1-onto→ { 1 , 𝑀 } ) ∧ ( ( 𝐾 ∩ { 1 , 𝑀 } ) = ∅ ∧ ( 𝐾 ∩ { 1 , 𝑀 } ) = ∅ ) ) → ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) |
17 |
9 13 15 15 16
|
syl22anc |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) |
18 |
14
|
simp2d |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) |
19 |
|
f1oeq1 |
⊢ ( 𝐹 = ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) → ( 𝐹 : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) ) |
20 |
8 19
|
ax-mp |
⊢ ( 𝐹 : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) |
21 |
|
f1oeq2 |
⊢ ( ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) → ( 𝐹 : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) ) |
22 |
20 21
|
bitr3id |
⊢ ( ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) → ( ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ) ) |
23 |
|
f1oeq3 |
⊢ ( ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) → ( 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) ) |
24 |
22 23
|
bitrd |
⊢ ( ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) = ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) → ( ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) ) |
25 |
18 24
|
syl |
⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) : ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) –1-1-onto→ ( 𝐾 ∪ { 1 , 𝑀 } ) ↔ 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) ) |
26 |
17 25
|
mpbid |
⊢ ( 𝜑 → 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ) |
27 |
|
f1ofun |
⊢ ( 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) → Fun 𝐹 ) |
28 |
26 27
|
syl |
⊢ ( 𝜑 → Fun 𝐹 ) |
29 |
|
snsspr1 |
⊢ { 〈 1 , 𝑀 〉 } ⊆ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } |
30 |
|
ssun2 |
⊢ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ⊆ ( 𝐺 ∪ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ) |
31 |
30 8
|
sseqtrri |
⊢ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } ⊆ 𝐹 |
32 |
29 31
|
sstri |
⊢ { 〈 1 , 𝑀 〉 } ⊆ 𝐹 |
33 |
|
1ex |
⊢ 1 ∈ V |
34 |
33
|
snid |
⊢ 1 ∈ { 1 } |
35 |
6
|
dmsnop |
⊢ dom { 〈 1 , 𝑀 〉 } = { 1 } |
36 |
34 35
|
eleqtrri |
⊢ 1 ∈ dom { 〈 1 , 𝑀 〉 } |
37 |
|
funssfv |
⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ { 〈 1 , 𝑀 〉 } ⊆ 𝐹 ∧ 1 ∈ dom { 〈 1 , 𝑀 〉 } ) → ( 𝐹 ‘ 1 ) = ( { 〈 1 , 𝑀 〉 } ‘ 1 ) ) |
38 |
32 36 37
|
mp3an23 |
⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 1 ) = ( { 〈 1 , 𝑀 〉 } ‘ 1 ) ) |
39 |
28 38
|
syl |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐹 ‘ 1 ) = ( { 〈 1 , 𝑀 〉 } ‘ 1 ) ) |
40 |
33 6
|
fvsn |
⊢ ( { 〈 1 , 𝑀 〉 } ‘ 1 ) = 𝑀 |
41 |
39 40
|
eqtrdi |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐹 ‘ 1 ) = 𝑀 ) |
42 |
|
snsspr2 |
⊢ { 〈 𝑀 , 1 〉 } ⊆ { 〈 1 , 𝑀 〉 , 〈 𝑀 , 1 〉 } |
43 |
42 31
|
sstri |
⊢ { 〈 𝑀 , 1 〉 } ⊆ 𝐹 |
44 |
6
|
snid |
⊢ 𝑀 ∈ { 𝑀 } |
45 |
33
|
dmsnop |
⊢ dom { 〈 𝑀 , 1 〉 } = { 𝑀 } |
46 |
44 45
|
eleqtrri |
⊢ 𝑀 ∈ dom { 〈 𝑀 , 1 〉 } |
47 |
|
funssfv |
⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ { 〈 𝑀 , 1 〉 } ⊆ 𝐹 ∧ 𝑀 ∈ dom { 〈 𝑀 , 1 〉 } ) → ( 𝐹 ‘ 𝑀 ) = ( { 〈 𝑀 , 1 〉 } ‘ 𝑀 ) ) |
48 |
43 46 47
|
mp3an23 |
⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 𝑀 ) = ( { 〈 𝑀 , 1 〉 } ‘ 𝑀 ) ) |
49 |
28 48
|
syl |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐹 ‘ 𝑀 ) = ( { 〈 𝑀 , 1 〉 } ‘ 𝑀 ) ) |
50 |
6 33
|
fvsn |
⊢ ( { 〈 𝑀 , 1 〉 } ‘ 𝑀 ) = 1 |
51 |
49 50
|
eqtrdi |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐹 ‘ 𝑀 ) = 1 ) |
52 |
26 41 51
|
3jca |
⊢ ( 𝜑 → ( 𝐹 : ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) –1-1-onto→ ( 1 ... ( 𝑁 + 1 ) ) ∧ ( 𝐹 ‘ 1 ) = 𝑀 ∧ ( 𝐹 ‘ 𝑀 ) = 1 ) ) |