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Theorem erdszelem8

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

Ref Expression
Hypotheses erdsze.n φ N
erdsze.f φ F : 1 N 1-1
erdszelem.k K = x 1 N sup . y 𝒫 1 x | F y Isom < , O y F y x y <
erdszelem.o O Or
erdszelem.a φ A 1 N
erdszelem.b φ B 1 N
erdszelem.l φ A < B
Assertion erdszelem8 φ K A = K B ¬ F A O F B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 erdsze.n φ N
2 erdsze.f φ F : 1 N 1-1
3 erdszelem.k K = x 1 N sup . y 𝒫 1 x | F y Isom < , O y F y x y <
4 erdszelem.o O Or
5 erdszelem.a φ A 1 N
6 erdszelem.b φ B 1 N
7 erdszelem.l φ A < B
8 hashf . : V 0 +∞
9 ffun . : V 0 +∞ Fun .
10 8 9 ax-mp Fun .
11 1 2 3 4 erdszelem5 φ A 1 N K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
12 5 11 mpdan φ K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
13 fvelima Fun . K A . y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A
14 10 12 13 sylancr φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A
15 eqid y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y = y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y
16 15 erdszelem1 f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f 1 A F f Isom < , O f F f A f
17 fzfid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A Fin
18 simplr1 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 A
19 ssfi 1 A Fin f 1 A f Fin
20 17 18 19 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f Fin
21 hashcl f Fin f 0
22 20 21 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 0
23 22 nn0red φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f
24 eqid y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y = y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
25 24 erdszelem2 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
26 25 simpri . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
27 nnssre
28 26 27 sstri . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
29 28 a1i φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
30 5 elfzelzd φ A
31 6 elfzelzd φ B
32 elfznn A 1 N A
33 5 32 syl φ A
34 33 nnred φ A
35 elfznn B 1 N B
36 6 35 syl φ B
37 36 nnred φ B
38 34 37 7 ltled φ A B
39 eluz2 B A A B A B
40 30 31 38 39 syl3anbrc φ B A
41 fzss2 B A 1 A 1 B
42 40 41 syl φ 1 A 1 B
43 42 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A 1 B
44 18 43 sstrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 B
45 elfz1end B B 1 B
46 36 45 sylib φ B 1 B
47 46 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 B
48 47 snssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 B
49 44 48 unssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B 1 B
50 simplr2 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f Isom < , O f F f
51 f1f F : 1 N 1-1 F : 1 N
52 2 51 syl φ F : 1 N
53 52 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F : 1 N
54 elfzuz3 A 1 N N A
55 fzss2 N A 1 A 1 N
56 5 54 55 3syl φ 1 A 1 N
57 56 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B 1 A 1 N
58 18 57 sstrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f 1 N
59 fzssuz 1 N 1
60 uzssz 1
61 zssre
62 60 61 sstri 1
63 59 62 sstri 1 N
64 ltso < Or
65 soss 1 N < Or < Or 1 N
66 63 64 65 mp2 < Or 1 N
67 soisores < Or 1 N O Or F : 1 N f 1 N F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
68 66 4 67 mpanl12 F : 1 N f 1 N F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
69 53 58 68 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f Isom < , O f F f z f w f z < w F z O F w
70 50 69 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f z < w F z O F w
71 70 r19.21bi φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f z < w F z O F w
72 18 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z 1 A
73 elfzle2 z 1 A z A
74 72 73 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z A
75 58 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z 1 N
76 63 75 sselid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z
77 5 ad3antrrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A 1 N
78 77 32 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A
79 78 nnred φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A
80 76 79 lenltd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z A ¬ A < z
81 74 80 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ A < z
82 50 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F f Isom < , O f F f
83 simplr3 φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B A f
84 83 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A f
85 simpr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z f
86 isorel F f Isom < , O f F f A f z f A < z F f A O F f z
87 fvres A f F f A = F A
88 fvres z f F f z = F z
89 87 88 breqan12d A f z f F f A O F f z F A O F z
90 89 adantl F f Isom < , O f F f A f z f F f A O F f z F A O F z
91 86 90 bitrd F f Isom < , O f F f A f z f A < z F A O F z
92 82 84 85 91 syl12anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f A < z F A O F z
93 81 92 mtbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ F A O F z
94 simplr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F A O F B
95 53 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F : 1 N
96 95 75 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F z
97 95 77 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F A
98 6 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 N
99 98 adantr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f B 1 N
100 95 99 ffvelrnd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F B
101 sotr2 O Or F z F A F B ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
102 4 101 mpan F z F A F B ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
103 96 97 100 102 syl3anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f ¬ F A O F z F A O F B F z O F B
104 93 94 103 mp2and φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f F z O F B
105 104 a1d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f z < w F z O F B
106 elsni w B w = B
107 106 fveq2d w B F w = F B
108 107 breq2d w B F z O F w F z O F B
109 108 imbi2d w B z < w F z O F w z < w F z O F B
110 105 109 syl5ibrcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w B z < w F z O F w
111 110 ralrimiv φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w B z < w F z O F w
112 ralunb w f B z < w F z O F w w f z < w F z O F w w B z < w F z O F w
113 71 111 112 sylanbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f B z < w F z O F w
114 113 ralrimiva φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f w f B z < w F z O F w
115 49 sselda φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B w 1 B
116 elfzle2 w 1 B w B
117 116 adantl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w B
118 elfzelz w 1 B w
119 118 zred w 1 B w
120 119 adantl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w
121 37 ad3antrrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B B
122 120 121 lenltd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B w B ¬ B < w
123 117 122 mpbid φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w 1 B ¬ B < w
124 115 123 syldan φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B ¬ B < w
125 124 pm2.21d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B B < w F z O F w
126 125 ralrimiva φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B w f B B < w F z O F w
127 elsni z B z = B
128 127 breq1d z B z < w B < w
129 128 imbi1d z B z < w F z O F w B < w F z O F w
130 129 ralbidv z B w f B z < w F z O F w w f B B < w F z O F w
131 126 130 syl5ibrcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z B w f B z < w F z O F w
132 131 ralrimiv φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z B w f B z < w F z O F w
133 ralunb z f B w f B z < w F z O F w z f w f B z < w F z O F w z B w f B z < w F z O F w
134 114 132 133 sylanbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z f B w f B z < w F z O F w
135 98 snssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B 1 N
136 58 135 unssd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B 1 N
137 soisores < Or 1 N O Or F : 1 N f B 1 N F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
138 66 4 137 mpanl12 F : 1 N f B 1 N F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
139 53 136 138 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f B Isom < , O f B F f B z f B w f B z < w F z O F w
140 134 139 mpbird φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B F f B Isom < , O f B F f B
141 ssun2 B f B
142 snssg B 1 B B f B B f B
143 47 142 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B f B B f B
144 141 143 mpbiri φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B B f B
145 24 erdszelem1 f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B 1 B F f B Isom < , O f B F f B B f B
146 49 140 144 145 syl3anbrc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
147 vex f V
148 snex B V
149 147 148 unex f B V
150 8 fdmi dom . = V
151 149 150 eleqtrri f B dom .
152 funfvima Fun . f B dom . f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
153 10 151 152 mp2an f B y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
154 146 153 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
155 154 ne0d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
156 25 simpli . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin
157 fimaxre2 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y Fin z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z
158 29 156 157 sylancl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z
159 34 37 ltnled φ A < B ¬ B A
160 7 159 mpbid φ ¬ B A
161 elfzle2 B 1 A B A
162 160 161 nsyl φ ¬ B 1 A
163 162 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B ¬ B 1 A
164 18 163 ssneldd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B ¬ B f
165 hashunsng B 1 N f Fin ¬ B f f B = f + 1
166 98 165 syl φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f Fin ¬ B f f B = f + 1
167 20 164 166 mp2and φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f B = f + 1
168 167 154 eqeltrrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y
169 suprub . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y z w . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y w z f + 1 . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y f + 1 sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
170 29 155 158 168 169 syl31anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
171 1 2 3 erdszelem3 B 1 N K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
172 6 171 syl φ K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
173 172 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B = sup . y 𝒫 1 B | F y Isom < , O y F y B y <
174 170 173 breqtrrd φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f + 1 K B
175 1 2 3 4 erdszelem6 φ K : 1 N
176 175 6 ffvelrnd φ K B
177 176 ad2antrr φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B
178 177 nnnn0d φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B K B 0
179 nn0ltp1le f 0 K B 0 f < K B f + 1 K B
180 22 178 179 syl2anc φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f < K B f + 1 K B
181 174 180 mpbird φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f < K B
182 23 181 ltned φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f K B
183 182 ex φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f F A O F B f K B
184 neeq1 f = K A f K B K A K B
185 184 imbi2d f = K A F A O F B f K B F A O F B K A K B
186 183 185 syl5ibcom φ f 1 A F f Isom < , O f F f A f f = K A F A O F B K A K B
187 16 186 sylan2b φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A F A O F B K A K B
188 187 rexlimdva φ f y 𝒫 1 A | F y Isom < , O y F y A y f = K A F A O F B K A K B
189 14 188 mpd φ F A O F B K A K B
190 189 necon2bd φ K A = K B ¬ F A O F B