Metamath Proof Explorer


Theorem erdsze2lem1

Description: Lemma for erdsze2 . (Contributed by Mario Carneiro, 22-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses erdsze2.r ⊢ φ → R ∈ ℕ
erdsze2.s ⊢ φ → S ∈ ℕ
erdsze2.f ⊢ φ → F : A ⟶ 1-1 ℝ
erdsze2.a ⊢ φ → A ⊆ ℝ
erdsze2lem.n ⊢ N = R − 1 ⁢ S − 1
erdsze2lem.l ⊢ φ → N < A
Assertion erdsze2lem1 ⊢ φ → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 erdsze2.r ⊢ φ → R ∈ ℕ
2 erdsze2.s ⊢ φ → S ∈ ℕ
3 erdsze2.f ⊢ φ → F : A ⟶ 1-1 ℝ
4 erdsze2.a ⊢ φ → A ⊆ ℝ
5 erdsze2lem.n ⊢ N = R − 1 ⁢ S − 1
6 erdsze2lem.l ⊢ φ → N < A
7 nnm1nn0 ⊢ R ∈ ℕ → R − 1 ∈ ℕ 0
8 1 7 syl ⊢ φ → R − 1 ∈ ℕ 0
9 nnm1nn0 ⊢ S ∈ ℕ → S − 1 ∈ ℕ 0
10 2 9 syl ⊢ φ → S − 1 ∈ ℕ 0
11 8 10 nn0mulcld ⊢ φ → R − 1 ⁢ S − 1 ∈ ℕ 0
12 5 11 eqeltrid ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
13 peano2nn0 ⊢ N ∈ ℕ 0 → N + 1 ∈ ℕ 0
14 hashfz1 ⊢ N + 1 ∈ ℕ 0 → 1 … N + 1 = N + 1
15 12 13 14 3syl ⊢ φ → 1 … N + 1 = N + 1
16 15 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 = N + 1
17 6 adantr ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → N < A
18 hashcl ⊢ A ∈ Fin → A ∈ ℕ 0
19 nn0ltp1le ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ ℕ 0 → N < A ↔ N + 1 ≤ A
20 12 18 19 syl2an ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → N < A ↔ N + 1 ≤ A
21 17 20 mpbid ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → N + 1 ≤ A
22 16 21 eqbrtrd ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≤ A
23 fzfid ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ∈ Fin
24 simpr ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → A ∈ Fin
25 hashdom ⊢ 1 … N + 1 ∈ Fin ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≤ A ↔ 1 … N + 1 ≼ A
26 23 24 25 syl2anc ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≤ A ↔ 1 … N + 1 ≼ A
27 22 26 mpbid ⊢ φ ∧ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≼ A
28 simpr ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → ¬ A ∈ Fin
29 fzfid ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ∈ Fin
30 isinffi ⊢ ¬ A ∈ Fin ∧ 1 … N + 1 ∈ Fin → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
31 28 29 30 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
32 reex ⊢ ℝ ∈ V
33 ssexg ⊢ A ⊆ ℝ ∧ ℝ ∈ V → A ∈ V
34 4 32 33 sylancl ⊢ φ → A ∈ V
35 34 adantr ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → A ∈ V
36 brdomg ⊢ A ∈ V → 1 … N + 1 ≼ A ↔ ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
37 35 36 syl ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≼ A ↔ ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
38 31 37 mpbird ⊢ φ ∧ ¬ A ∈ Fin → 1 … N + 1 ≼ A
39 27 38 pm2.61dan ⊢ φ → 1 … N + 1 ≼ A
40 domeng ⊢ A ∈ V → 1 … N + 1 ≼ A ↔ ∃ s 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A
41 34 40 syl ⊢ φ → 1 … N + 1 ≼ A ↔ ∃ s 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A
42 39 41 mpbid ⊢ φ → ∃ s 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A
43 simprr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → s ⊆ A
44 4 adantr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → A ⊆ ℝ
45 43 44 sstrd ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → s ⊆ ℝ
46 ltso ⊢ < Or ℝ
47 soss ⊢ s ⊆ ℝ → < Or ℝ → < Or s
48 45 46 47 mpisyl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → < Or s
49 fzfid ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 ∈ Fin
50 simprl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 ≈ s
51 enfi ⊢ 1 … N + 1 ≈ s → 1 … N + 1 ∈ Fin ↔ s ∈ Fin
52 50 51 syl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 ∈ Fin ↔ s ∈ Fin
53 49 52 mpbid ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → s ∈ Fin
54 fz1iso ⊢ < Or s ∧ s ∈ Fin → ∃ f f Isom < , < 1 … s s
55 48 53 54 syl2anc ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → ∃ f f Isom < , < 1 … s s
56 isof1o ⊢ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … s ⟶ 1-1 onto s
57 56 adantl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … s ⟶ 1-1 onto s
58 hashen ⊢ 1 … N + 1 ∈ Fin ∧ s ∈ Fin → 1 … N + 1 = s ↔ 1 … N + 1 ≈ s
59 49 53 58 syl2anc ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 = s ↔ 1 … N + 1 ≈ s
60 50 59 mpbird ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 = s
61 15 adantr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → 1 … N + 1 = N + 1
62 60 61 eqtr3d ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → s = N + 1
63 62 adantr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → s = N + 1
64 63 oveq2d ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → 1 … s = 1 … N + 1
65 64 f1oeq2d ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … s ⟶ 1-1 onto s ↔ f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 onto s
66 57 65 mpbid ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 onto s
67 f1of1 ⊢ f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 onto s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 s
68 66 67 syl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 s
69 simplrr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → s ⊆ A
70 f1ss ⊢ f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 s ∧ s ⊆ A → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
71 68 69 70 syl2anc ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A
72 simpr ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f Isom < , < 1 … s s
73 f1ofo ⊢ f : 1 … s ⟶ 1-1 onto s → f : 1 … s ⟶ onto s
74 forn ⊢ f : 1 … s ⟶ onto s → ran ⁡ f = s
75 isoeq5 ⊢ ran ⁡ f = s → f Isom < , < 1 … s ran ⁡ f ↔ f Isom < , < 1 … s s
76 57 73 74 75 4syl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f Isom < , < 1 … s ran ⁡ f ↔ f Isom < , < 1 … s s
77 72 76 mpbird ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f Isom < , < 1 … s ran ⁡ f
78 isoeq4 ⊢ 1 … s = 1 … N + 1 → f Isom < , < 1 … s ran ⁡ f ↔ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
79 64 78 syl ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f Isom < , < 1 … s ran ⁡ f ↔ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
80 77 79 mpbid ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
81 71 80 jca ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A ∧ f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
82 81 ex ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → f Isom < , < 1 … s s → f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
83 82 eximdv ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → ∃ f f Isom < , < 1 … s s → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
84 55 83 mpd ⊢ φ ∧ 1 … N + 1 ≈ s ∧ s ⊆ A → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f
85 42 84 exlimddv ⊢ φ → ∃ f f : 1 … N + 1 ⟶ 1-1 A ∧ f Isom < , < 1 … N + 1 ran ⁡ f