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Theorem erdszelem10

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

Ref Expression
Hypotheses erdsze.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
erdsze.f ⊢ φ → F : 1 … N ⟶ 1-1 ℝ
erdszelem.i ⊢ I = x ∈ 1 … N ⟼ sup . y ∈ 𝒫 1 … x | F ↾ y Isom < , < y F y ∧ x ∈ y ℝ <
erdszelem.j ⊢ J = x ∈ 1 … N ⟼ sup . y ∈ 𝒫 1 … x | F ↾ y Isom < , < -1 y F y ∧ x ∈ y ℝ <
erdszelem.t ⊢ T = n ∈ 1 … N ⟼ I ⁡ n J ⁡ n
erdszelem.r ⊢ φ → R ∈ ℕ
erdszelem.s ⊢ φ → S ∈ ℕ
erdszelem.m ⊢ φ → R − 1 ⁢ S − 1 < N
Assertion erdszelem10 ⊢ φ → ∃ m ∈ 1 … N ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∨ ¬ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 erdsze.n ⊢ φ → N ∈ ℕ
2 erdsze.f ⊢ φ → F : 1 … N ⟶ 1-1 ℝ
3 erdszelem.i ⊢ I = x ∈ 1 … N ⟼ sup . y ∈ 𝒫 1 … x | F ↾ y Isom < , < y F y ∧ x ∈ y ℝ <
4 erdszelem.j ⊢ J = x ∈ 1 … N ⟼ sup . y ∈ 𝒫 1 … x | F ↾ y Isom < , < -1 y F y ∧ x ∈ y ℝ <
5 erdszelem.t ⊢ T = n ∈ 1 … N ⟼ I ⁡ n J ⁡ n
6 erdszelem.r ⊢ φ → R ∈ ℕ
7 erdszelem.s ⊢ φ → S ∈ ℕ
8 erdszelem.m ⊢ φ → R − 1 ⁢ S − 1 < N
9 fzfi ⊢ 1 … R − 1 ∈ Fin
10 fzfi ⊢ 1 … S − 1 ∈ Fin
11 xpfi ⊢ 1 … R − 1 ∈ Fin ∧ 1 … S − 1 ∈ Fin → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ∈ Fin
12 9 10 11 mp2an ⊢ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ∈ Fin
13 ssdomg ⊢ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ∈ Fin → ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 → ran ⁡ T ≼ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
14 12 13 ax-mp ⊢ ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 → ran ⁡ T ≼ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
15 domnsym ⊢ ran ⁡ T ≼ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 → ¬ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ ran ⁡ T
16 14 15 syl ⊢ ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 → ¬ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ ran ⁡ T
17 hashxp ⊢ 1 … R − 1 ∈ Fin ∧ 1 … S − 1 ∈ Fin → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 = 1 … R − 1 ⁢ 1 … S − 1
18 9 10 17 mp2an ⊢ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 = 1 … R − 1 ⁢ 1 … S − 1
19 nnm1nn0 ⊢ R ∈ ℕ → R − 1 ∈ ℕ 0
20 hashfz1 ⊢ R − 1 ∈ ℕ 0 → 1 … R − 1 = R − 1
21 6 19 20 3syl ⊢ φ → 1 … R − 1 = R − 1
22 nnm1nn0 ⊢ S ∈ ℕ → S − 1 ∈ ℕ 0
23 hashfz1 ⊢ S − 1 ∈ ℕ 0 → 1 … S − 1 = S − 1
24 7 22 23 3syl ⊢ φ → 1 … S − 1 = S − 1
25 21 24 oveq12d ⊢ φ → 1 … R − 1 ⁢ 1 … S − 1 = R − 1 ⁢ S − 1
26 18 25 eqtrid ⊢ φ → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 = R − 1 ⁢ S − 1
27 1 nnnn0d ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
28 hashfz1 ⊢ N ∈ ℕ 0 → 1 … N = N
29 27 28 syl ⊢ φ → 1 … N = N
30 8 26 29 3brtr4d ⊢ φ → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 < 1 … N
31 fzfid ⊢ φ → 1 … N ∈ Fin
32 hashsdom ⊢ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ∈ Fin ∧ 1 … N ∈ Fin → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 < 1 … N ↔ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ 1 … N
33 12 31 32 sylancr ⊢ φ → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 < 1 … N ↔ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ 1 … N
34 30 33 mpbid ⊢ φ → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ 1 … N
35 1 2 3 4 5 erdszelem9 ⊢ φ → T : 1 … N ⟶ 1-1 ℕ × ℕ
36 f1f1orn ⊢ T : 1 … N ⟶ 1-1 ℕ × ℕ → T : 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ T
37 ovex ⊢ 1 … N ∈ V
38 37 f1oen ⊢ T : 1 … N ⟶ 1-1 onto ran ⁡ T → 1 … N ≈ ran ⁡ T
39 35 36 38 3syl ⊢ φ → 1 … N ≈ ran ⁡ T
40 sdomentr ⊢ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ 1 … N ∧ 1 … N ≈ ran ⁡ T → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ ran ⁡ T
41 34 39 40 syl2anc ⊢ φ → 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ≺ ran ⁡ T
42 16 41 nsyl3 ⊢ φ → ¬ ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
43 nss ⊢ ¬ ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ s s ∈ ran ⁡ T ∧ ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
44 df-rex ⊢ ∃ s ∈ ran ⁡ T ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ s s ∈ ran ⁡ T ∧ ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
45 43 44 bitr4i ⊢ ¬ ran ⁡ T ⊆ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ s ∈ ran ⁡ T ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
46 42 45 sylib ⊢ φ → ∃ s ∈ ran ⁡ T ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
47 f1fn ⊢ T : 1 … N ⟶ 1-1 ℕ × ℕ → T Fn 1 … N
48 eleq1 ⊢ s = T ⁡ m → s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
49 48 notbid ⊢ s = T ⁡ m → ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
50 49 rexrn ⊢ T Fn 1 … N → ∃ s ∈ ran ⁡ T ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ m ∈ 1 … N ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
51 35 47 50 3syl ⊢ φ → ∃ s ∈ ran ⁡ T ¬ s ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ m ∈ 1 … N ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
52 46 51 mpbid ⊢ φ → ∃ m ∈ 1 … N ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
53 fveq2 ⊢ n = m → I ⁡ n = I ⁡ m
54 fveq2 ⊢ n = m → J ⁡ n = J ⁡ m
55 53 54 opeq12d ⊢ n = m → I ⁡ n J ⁡ n = I ⁡ m J ⁡ m
56 opex ⊢ I ⁡ m J ⁡ m ∈ V
57 55 5 56 fvmpt ⊢ m ∈ 1 … N → T ⁡ m = I ⁡ m J ⁡ m
58 57 adantl ⊢ φ ∧ m ∈ 1 … N → T ⁡ m = I ⁡ m J ⁡ m
59 58 eleq1d ⊢ φ ∧ m ∈ 1 … N → T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ I ⁡ m J ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1
60 opelxp ⊢ I ⁡ m J ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∧ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
61 59 60 bitrdi ⊢ φ ∧ m ∈ 1 … N → T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∧ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
62 61 notbid ⊢ φ ∧ m ∈ 1 … N → ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∧ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
63 ianor ⊢ ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∧ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1 ↔ ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∨ ¬ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
64 62 63 bitrdi ⊢ φ ∧ m ∈ 1 … N → ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∨ ¬ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
65 64 rexbidva ⊢ φ → ∃ m ∈ 1 … N ¬ T ⁡ m ∈ 1 … R − 1 × 1 … S − 1 ↔ ∃ m ∈ 1 … N ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∨ ¬ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1
66 52 65 mpbid ⊢ φ → ∃ m ∈ 1 … N ¬ I ⁡ m ∈ 1 … R − 1 ∨ ¬ J ⁡ m ∈ 1 … S − 1