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Theorem cantnfp1lem3

Description: Lemma for cantnfp1 . (Contributed by Mario Carneiro, 28-May-2015) (Revised by AV, 1-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses cantnfs.s S = dom A CNF B
cantnfs.a φ A On
cantnfs.b φ B On
cantnfp1.g φ G S
cantnfp1.x φ X B
cantnfp1.y φ Y A
cantnfp1.s φ G supp X
cantnfp1.f F = t B if t = X Y G t
cantnfp1.e φ Y
cantnfp1.o O = OrdIso E F supp
cantnfp1.h H = seq ω k V , z V A 𝑜 O k 𝑜 F O k + 𝑜 z
cantnfp1.k K = OrdIso E G supp
cantnfp1.m M = seq ω k V , z V A 𝑜 K k 𝑜 G K k + 𝑜 z
Assertion cantnfp1lem3 φ A CNF B F = A 𝑜 X 𝑜 Y + 𝑜 A CNF B G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cantnfs.s S = dom A CNF B
2 cantnfs.a φ A On
3 cantnfs.b φ B On
4 cantnfp1.g φ G S
5 cantnfp1.x φ X B
6 cantnfp1.y φ Y A
7 cantnfp1.s φ G supp X
8 cantnfp1.f F = t B if t = X Y G t
9 cantnfp1.e φ Y
10 cantnfp1.o O = OrdIso E F supp
11 cantnfp1.h H = seq ω k V , z V A 𝑜 O k 𝑜 F O k + 𝑜 z
12 cantnfp1.k K = OrdIso E G supp
13 cantnfp1.m M = seq ω k V , z V A 𝑜 K k 𝑜 G K k + 𝑜 z
14 1 2 3 4 5 6 7 8 cantnfp1lem1 φ F S
15 1 2 3 10 14 11 cantnfval φ A CNF B F = H dom O
16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 cantnfp1lem2 φ dom O = suc dom O
17 16 fveq2d φ H dom O = H suc dom O
18 1 2 3 10 14 cantnfcl φ E We supp F dom O ω
19 18 simprd φ dom O ω
20 16 19 eqeltrrd φ suc dom O ω
21 peano2b dom O ω suc dom O ω
22 20 21 sylibr φ dom O ω
23 1 2 3 10 14 11 cantnfsuc φ dom O ω H suc dom O = A 𝑜 O dom O 𝑜 F O dom O + 𝑜 H dom O
24 22 23 mpdan φ H suc dom O = A 𝑜 O dom O 𝑜 F O dom O + 𝑜 H dom O
25 ovexd φ F supp V
26 18 simpld φ E We supp F
27 10 oiiso F supp V E We supp F O Isom E , E dom O F supp
28 25 26 27 syl2anc φ O Isom E , E dom O F supp
29 isof1o O Isom E , E dom O F supp O : dom O 1-1 onto F supp
30 28 29 syl φ O : dom O 1-1 onto F supp
31 f1ocnv O : dom O 1-1 onto F supp O -1 : F supp 1-1 onto dom O
32 f1of O -1 : F supp 1-1 onto dom O O -1 : F supp dom O
33 30 31 32 3syl φ O -1 : F supp dom O
34 iftrue t = X if t = X Y G t = Y
35 8 34 5 6 fvmptd3 φ F X = Y
36 9 ne0d φ Y
37 35 36 eqnetrd φ F X
38 6 adantr φ t B Y A
39 1 2 3 cantnfs φ G S G : B A finSupp G
40 4 39 mpbid φ G : B A finSupp G
41 40 simpld φ G : B A
42 41 ffvelrnda φ t B G t A
43 38 42 ifcld φ t B if t = X Y G t A
44 43 8 fmptd φ F : B A
45 44 ffnd φ F Fn B
46 0ex V
47 46 a1i φ V
48 elsuppfn F Fn B B On V X supp F X B F X
49 45 3 47 48 syl3anc φ X supp F X B F X
50 5 37 49 mpbir2and φ X supp F
51 33 50 ffvelrnd φ O -1 X dom O
52 elssuni O -1 X dom O O -1 X dom O
53 51 52 syl φ O -1 X dom O
54 10 oicl Ord dom O
55 ordelon Ord dom O O -1 X dom O O -1 X On
56 54 51 55 sylancr φ O -1 X On
57 nnon dom O ω dom O On
58 22 57 syl φ dom O On
59 ontri1 O -1 X On dom O On O -1 X dom O ¬ dom O O -1 X
60 56 58 59 syl2anc φ O -1 X dom O ¬ dom O O -1 X
61 53 60 mpbid φ ¬ dom O O -1 X
62 sucidg dom O ω dom O suc dom O
63 22 62 syl φ dom O suc dom O
64 63 16 eleqtrrd φ dom O dom O
65 isorel O Isom E , E dom O F supp dom O dom O O -1 X dom O dom O E O -1 X O dom O E O O -1 X
66 28 64 51 65 syl12anc φ dom O E O -1 X O dom O E O O -1 X
67 fvex O -1 X V
68 67 epeli dom O E O -1 X dom O O -1 X
69 fvex O O -1 X V
70 69 epeli O dom O E O O -1 X O dom O O O -1 X
71 66 68 70 3bitr3g φ dom O O -1 X O dom O O O -1 X
72 f1ocnvfv2 O : dom O 1-1 onto F supp X supp F O O -1 X = X
73 30 50 72 syl2anc φ O O -1 X = X
74 73 eleq2d φ O dom O O O -1 X O dom O X
75 71 74 bitrd φ dom O O -1 X O dom O X
76 61 75 mtbid φ ¬ O dom O X
77 7 sseld φ O dom O supp G O dom O X
78 suppssdm F supp dom F
79 78 44 fssdm φ F supp B
80 onss B On B On
81 3 80 syl φ B On
82 79 81 sstrd φ F supp On
83 10 oif O : dom O F supp
84 83 ffvelrni dom O dom O O dom O supp F
85 64 84 syl φ O dom O supp F
86 82 85 sseldd φ O dom O On
87 eloni O dom O On Ord O dom O
88 86 87 syl φ Ord O dom O
89 ordn2lp Ord O dom O ¬ O dom O X X O dom O
90 88 89 syl φ ¬ O dom O X X O dom O
91 imnan O dom O X ¬ X O dom O ¬ O dom O X X O dom O
92 90 91 sylibr φ O dom O X ¬ X O dom O
93 77 92 syld φ O dom O supp G ¬ X O dom O
94 onelon B On X B X On
95 3 5 94 syl2anc φ X On
96 eloni X On Ord X
97 95 96 syl φ Ord X
98 ordirr Ord X ¬ X X
99 97 98 syl φ ¬ X X
100 elsni O dom O X O dom O = X
101 100 eleq2d O dom O X X O dom O X X
102 101 notbid O dom O X ¬ X O dom O ¬ X X
103 99 102 syl5ibrcom φ O dom O X ¬ X O dom O
104 eqeq1 t = k t = X k = X
105 fveq2 t = k G t = G k
106 104 105 ifbieq2d t = k if t = X Y G t = if k = X Y G k
107 eldifi k B supp G X k B
108 107 adantl φ k B supp G X k B
109 6 adantr φ k B supp G X Y A
110 fvex G k V
111 ifexg Y A G k V if k = X Y G k V
112 109 110 111 sylancl φ k B supp G X if k = X Y G k V
113 8 106 108 112 fvmptd3 φ k B supp G X F k = if k = X Y G k
114 eldifn k B supp G X ¬ k supp G X
115 114 adantl φ k B supp G X ¬ k supp G X
116 velsn k X k = X
117 elun2 k X k supp G X
118 116 117 sylbir k = X k supp G X
119 115 118 nsyl φ k B supp G X ¬ k = X
120 119 iffalsed φ k B supp G X if k = X Y G k = G k
121 ssun1 G supp supp G X
122 sscon G supp supp G X B supp G X B supp G
123 121 122 ax-mp B supp G X B supp G
124 123 sseli k B supp G X k B supp G
125 ssidd φ G supp G supp
126 41 125 3 9 suppssr φ k B supp G G k =
127 124 126 sylan2 φ k B supp G X G k =
128 113 120 127 3eqtrd φ k B supp G X F k =
129 44 128 suppss φ F supp supp G X
130 129 85 sseldd φ O dom O supp G X
131 elun O dom O supp G X O dom O supp G O dom O X
132 130 131 sylib φ O dom O supp G O dom O X
133 93 103 132 mpjaod φ ¬ X O dom O
134 ioran ¬ O dom O X X O dom O ¬ O dom O X ¬ X O dom O
135 76 133 134 sylanbrc φ ¬ O dom O X X O dom O
136 ordtri3 Ord O dom O Ord X O dom O = X ¬ O dom O X X O dom O
137 88 97 136 syl2anc φ O dom O = X ¬ O dom O X X O dom O
138 135 137 mpbird φ O dom O = X
139 138 oveq2d φ A 𝑜 O dom O = A 𝑜 X
140 138 fveq2d φ F O dom O = F X
141 140 35 eqtrd φ F O dom O = Y
142 139 141 oveq12d φ A 𝑜 O dom O 𝑜 F O dom O = A 𝑜 X 𝑜 Y
143 nnord dom O ω Ord dom O
144 22 143 syl φ Ord dom O
145 sssucid dom O suc dom O
146 145 16 sseqtrrid φ dom O dom O
147 f1ofo O : dom O 1-1 onto F supp O : dom O onto F supp
148 30 147 syl φ O : dom O onto F supp
149 foima O : dom O onto F supp O dom O = F supp
150 148 149 syl φ O dom O = F supp
151 ffn O : dom O F supp O Fn dom O
152 83 151 ax-mp O Fn dom O
153 fnsnfv O Fn dom O dom O dom O O dom O = O dom O
154 152 64 153 sylancr φ O dom O = O dom O
155 138 sneqd φ O dom O = X
156 154 155 eqtr3d φ O dom O = X
157 150 156 difeq12d φ O dom O O dom O = supp F X
158 ordirr Ord dom O ¬ dom O dom O
159 144 158 syl φ ¬ dom O dom O
160 disjsn dom O dom O = ¬ dom O dom O
161 159 160 sylibr φ dom O dom O =
162 disj3 dom O dom O = dom O = dom O dom O
163 161 162 sylib φ dom O = dom O dom O
164 difun2 dom O dom O dom O = dom O dom O
165 163 164 eqtr4di φ dom O = dom O dom O dom O
166 df-suc suc dom O = dom O dom O
167 16 166 eqtrdi φ dom O = dom O dom O
168 167 difeq1d φ dom O dom O = dom O dom O dom O
169 165 168 eqtr4d φ dom O = dom O dom O
170 169 imaeq2d φ O dom O = O dom O dom O
171 dff1o3 O : dom O 1-1 onto F supp O : dom O onto F supp Fun O -1
172 171 simprbi O : dom O 1-1 onto F supp Fun O -1
173 imadif Fun O -1 O dom O dom O = O dom O O dom O
174 30 172 173 3syl φ O dom O dom O = O dom O O dom O
175 170 174 eqtrd φ O dom O = O dom O O dom O
176 7 99 ssneldd φ ¬ X supp G
177 disjsn supp G X = ¬ X supp G
178 176 177 sylibr φ supp G X =
179 fvex G X V
180 dif1o G X V 1 𝑜 G X V G X
181 179 180 mpbiran G X V 1 𝑜 G X
182 41 ffnd φ G Fn B
183 elsuppfn G Fn B B On V X supp G X B G X
184 182 3 47 183 syl3anc φ X supp G X B G X
185 181 a1i φ G X V 1 𝑜 G X
186 185 bicomd φ G X G X V 1 𝑜
187 186 anbi2d φ X B G X X B G X V 1 𝑜
188 184 187 bitrd φ X supp G X B G X V 1 𝑜
189 7 sseld φ X supp G X X
190 188 189 sylbird φ X B G X V 1 𝑜 X X
191 5 190 mpand φ G X V 1 𝑜 X X
192 181 191 syl5bir φ G X X X
193 192 necon1bd φ ¬ X X G X =
194 99 193 mpd φ G X =
195 194 adantr φ k B supp F G X =
196 fveqeq2 k = X G k = G X =
197 195 196 syl5ibrcom φ k B supp F k = X G k =
198 eldifi k B supp F k B
199 198 adantl φ k B supp F k B
200 6 adantr φ k B supp F Y A
201 200 110 111 sylancl φ k B supp F if k = X Y G k V
202 8 106 199 201 fvmptd3 φ k B supp F F k = if k = X Y G k
203 ssidd φ F supp F supp
204 44 203 3 9 suppssr φ k B supp F F k =
205 202 204 eqtr3d φ k B supp F if k = X Y G k =
206 iffalse ¬ k = X if k = X Y G k = G k
207 206 eqeq1d ¬ k = X if k = X Y G k = G k =
208 205 207 syl5ibcom φ k B supp F ¬ k = X G k =
209 197 208 pm2.61d φ k B supp F G k =
210 41 209 suppss φ G supp F supp
211 reldisj G supp F supp supp G X = G supp supp F X
212 210 211 syl φ supp G X = G supp supp F X
213 178 212 mpbid φ G supp supp F X
214 uncom supp G X = X supp G
215 129 214 sseqtrdi φ F supp X supp G
216 ssundif F supp X supp G supp F X G supp
217 215 216 sylib φ supp F X G supp
218 213 217 eqssd φ G supp = supp F X
219 157 175 218 3eqtr4rd φ G supp = O dom O
220 isores3 O Isom E , E dom O F supp dom O dom O G supp = O dom O O dom O Isom E , E dom O G supp
221 28 146 219 220 syl3anc φ O dom O Isom E , E dom O G supp
222 1 2 3 12 4 cantnfcl φ E We supp G dom K ω
223 222 simpld φ E We supp G
224 epse E Se supp G
225 12 oieu E We supp G E Se supp G Ord dom O O dom O Isom E , E dom O G supp dom O = dom K O dom O = K
226 223 224 225 sylancl φ Ord dom O O dom O Isom E , E dom O G supp dom O = dom K O dom O = K
227 144 221 226 mpbi2and φ dom O = dom K O dom O = K
228 227 simpld φ dom O = dom K
229 228 fveq2d φ M dom O = M dom K
230 eleq1 x = x dom O dom O
231 fveq2 x = H x = H
232 fveq2 x = M x = M
233 13 seqom0g V M =
234 46 233 ax-mp M =
235 232 234 eqtrdi x = M x =
236 231 235 eqeq12d x = H x = M x H =
237 230 236 imbi12d x = x dom O H x = M x dom O H =
238 237 imbi2d x = φ x dom O H x = M x φ dom O H =
239 eleq1 x = y x dom O y dom O
240 fveq2 x = y H x = H y
241 fveq2 x = y M x = M y
242 240 241 eqeq12d x = y H x = M x H y = M y
243 239 242 imbi12d x = y x dom O H x = M x y dom O H y = M y
244 243 imbi2d x = y φ x dom O H x = M x φ y dom O H y = M y
245 eleq1 x = suc y x dom O suc y dom O
246 fveq2 x = suc y H x = H suc y
247 fveq2 x = suc y M x = M suc y
248 246 247 eqeq12d x = suc y H x = M x H suc y = M suc y
249 245 248 imbi12d x = suc y x dom O H x = M x suc y dom O H suc y = M suc y
250 249 imbi2d x = suc y φ x dom O H x = M x φ suc y dom O H suc y = M suc y
251 eleq1 x = dom O x dom O dom O dom O
252 fveq2 x = dom O H x = H dom O
253 fveq2 x = dom O M x = M dom O
254 252 253 eqeq12d x = dom O H x = M x H dom O = M dom O
255 251 254 imbi12d x = dom O x dom O H x = M x dom O dom O H dom O = M dom O
256 255 imbi2d x = dom O φ x dom O H x = M x φ dom O dom O H dom O = M dom O
257 11 seqom0g dom O H =
258 257 a1i φ dom O H =
259 nnord dom O ω Ord dom O
260 19 259 syl φ Ord dom O
261 ordtr Ord dom O Tr dom O
262 260 261 syl φ Tr dom O
263 trsuc Tr dom O suc y dom O y dom O
264 262 263 sylan φ suc y dom O y dom O
265 264 ex φ suc y dom O y dom O
266 265 imim1d φ y dom O H y = M y suc y dom O H y = M y
267 oveq2 H y = M y A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 H y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 M y
268 elnn y dom O dom O ω y ω
269 268 ancoms dom O ω y dom O y ω
270 19 264 269 syl2an2r φ suc y dom O y ω
271 1 2 3 10 14 11 cantnfsuc φ y ω H suc y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 H y
272 270 271 syldan φ suc y dom O H suc y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 H y
273 1 2 3 12 4 13 cantnfsuc φ y ω M suc y = A 𝑜 K y 𝑜 G K y + 𝑜 M y
274 270 273 syldan φ suc y dom O M suc y = A 𝑜 K y 𝑜 G K y + 𝑜 M y
275 227 simprd φ O dom O = K
276 275 fveq1d φ O dom O y = K y
277 276 adantr φ suc y dom O O dom O y = K y
278 16 eleq2d φ suc y dom O suc y suc dom O
279 278 biimpa φ suc y dom O suc y suc dom O
280 144 adantr φ suc y dom O Ord dom O
281 ordsucelsuc Ord dom O y dom O suc y suc dom O
282 280 281 syl φ suc y dom O y dom O suc y suc dom O
283 279 282 mpbird φ suc y dom O y dom O
284 283 fvresd φ suc y dom O O dom O y = O y
285 277 284 eqtr3d φ suc y dom O K y = O y
286 285 oveq2d φ suc y dom O A 𝑜 K y = A 𝑜 O y
287 eqeq1 t = K y t = X K y = X
288 fveq2 t = K y G t = G K y
289 287 288 ifbieq2d t = K y if t = X Y G t = if K y = X Y G K y
290 suppssdm G supp dom G
291 290 41 fssdm φ G supp B
292 291 adantr φ suc y dom O G supp B
293 228 adantr φ suc y dom O dom O = dom K
294 283 293 eleqtrd φ suc y dom O y dom K
295 12 oif K : dom K G supp
296 295 ffvelrni y dom K K y supp G
297 294 296 syl φ suc y dom O K y supp G
298 292 297 sseldd φ suc y dom O K y B
299 6 adantr φ suc y dom O Y A
300 fvex G K y V
301 ifexg Y A G K y V if K y = X Y G K y V
302 299 300 301 sylancl φ suc y dom O if K y = X Y G K y V
303 8 289 298 302 fvmptd3 φ suc y dom O F K y = if K y = X Y G K y
304 285 fveq2d φ suc y dom O F K y = F O y
305 176 adantr φ suc y dom O ¬ X supp G
306 nelneq K y supp G ¬ X supp G ¬ K y = X
307 297 305 306 syl2anc φ suc y dom O ¬ K y = X
308 307 iffalsed φ suc y dom O if K y = X Y G K y = G K y
309 303 304 308 3eqtr3rd φ suc y dom O G K y = F O y
310 286 309 oveq12d φ suc y dom O A 𝑜 K y 𝑜 G K y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y
311 310 oveq1d φ suc y dom O A 𝑜 K y 𝑜 G K y + 𝑜 M y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 M y
312 274 311 eqtrd φ suc y dom O M suc y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 M y
313 272 312 eqeq12d φ suc y dom O H suc y = M suc y A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 H y = A 𝑜 O y 𝑜 F O y + 𝑜 M y
314 267 313 syl5ibr φ suc y dom O H y = M y H suc y = M suc y
315 314 ex φ suc y dom O H y = M y H suc y = M suc y
316 315 a2d φ suc y dom O H y = M y suc y dom O H suc y = M suc y
317 266 316 syld φ y dom O H y = M y suc y dom O H suc y = M suc y
318 317 a2i φ y dom O H y = M y φ suc y dom O H suc y = M suc y
319 318 a1i y ω φ y dom O H y = M y φ suc y dom O H suc y = M suc y
320 238 244 250 256 258 319 finds dom O ω φ dom O dom O H dom O = M dom O
321 22 320 mpcom φ dom O dom O H dom O = M dom O
322 64 321 mpd φ H dom O = M dom O
323 1 2 3 12 4 13 cantnfval φ A CNF B G = M dom K
324 229 322 323 3eqtr4d φ H dom O = A CNF B G
325 142 324 oveq12d φ A 𝑜 O dom O 𝑜 F O dom O + 𝑜 H dom O = A 𝑜 X 𝑜 Y + 𝑜 A CNF B G
326 24 325 eqtrd φ H suc dom O = A 𝑜 X 𝑜 Y + 𝑜 A CNF B G
327 15 17 326 3eqtrd φ A CNF B F = A 𝑜 X 𝑜 Y + 𝑜 A CNF B G