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Theorem isercolllem1

Description: Lemma for isercoll . (Contributed by Mario Carneiro, 6-Apr-2015)

Ref Expression
Hypotheses isercoll.z Z = M
isercoll.m φ M
isercoll.g φ G : Z
isercoll.i φ k G k < G k + 1
Assertion isercolllem1 φ S G S Isom < , < S G S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isercoll.z Z = M
2 isercoll.m φ M
3 isercoll.g φ G : Z
4 isercoll.i φ k G k < G k + 1
5 uzssz M
6 1 5 eqsstri Z
7 zssre
8 6 7 sstri Z
9 3 ad2antrr φ x y x < y G : Z
10 simplrl φ x y x < y x
11 9 10 ffvelrnd φ x y x < y G x Z
12 8 11 sselid φ x y x < y G x
13 simplrr φ x y x < y y
14 13 nnred φ x y x < y y
15 12 14 resubcld φ x y x < y G x y
16 10 nnred φ x y x < y x
17 12 16 resubcld φ x y x < y G x x
18 9 13 ffvelrnd φ x y x < y G y Z
19 8 18 sselid φ x y x < y G y
20 19 14 resubcld φ x y x < y G y y
21 simpr φ x y x < y x < y
22 16 14 12 21 ltsub2dd φ x y x < y G x y < G x x
23 10 nnzd φ x y x < y x
24 13 nnzd φ x y x < y y
25 16 14 21 ltled φ x y x < y x y
26 eluz2 y x x y x y
27 23 24 25 26 syl3anbrc φ x y x < y y x
28 elfzuz k x y k x
29 eluznn x k x k
30 10 29 sylan φ x y x < y k x k
31 fveq2 n = k G n = G k
32 id n = k n = k
33 31 32 oveq12d n = k G n n = G k k
34 eqid n G n n = n G n n
35 ovex G k k V
36 33 34 35 fvmpt k n G n n k = G k k
37 36 adantl φ x y x < y k n G n n k = G k k
38 9 ffvelrnda φ x y x < y k G k Z
39 8 38 sselid φ x y x < y k G k
40 nnre k k
41 40 adantl φ x y x < y k k
42 39 41 resubcld φ x y x < y k G k k
43 37 42 eqeltrd φ x y x < y k n G n n k
44 30 43 syldan φ x y x < y k x n G n n k
45 28 44 sylan2 φ x y x < y k x y n G n n k
46 elfzuz k x y 1 k x
47 peano2nn k k + 1
48 ffvelrn G : Z k + 1 G k + 1 Z
49 9 47 48 syl2an φ x y x < y k G k + 1 Z
50 8 49 sselid φ x y x < y k G k + 1
51 peano2rem G k + 1 G k + 1 1
52 50 51 syl φ x y x < y k G k + 1 1
53 4 ad4ant14 φ x y x < y k G k < G k + 1
54 6 38 sselid φ x y x < y k G k
55 6 49 sselid φ x y x < y k G k + 1
56 zltlem1 G k G k + 1 G k < G k + 1 G k G k + 1 1
57 54 55 56 syl2anc φ x y x < y k G k < G k + 1 G k G k + 1 1
58 53 57 mpbid φ x y x < y k G k G k + 1 1
59 39 52 41 58 lesub1dd φ x y x < y k G k k G k + 1 - 1 - k
60 50 recnd φ x y x < y k G k + 1
61 1cnd φ x y x < y k 1
62 41 recnd φ x y x < y k k
63 60 61 62 sub32d φ x y x < y k G k + 1 - 1 - k = G k + 1 - k - 1
64 60 62 61 subsub4d φ x y x < y k G k + 1 - k - 1 = G k + 1 k + 1
65 63 64 eqtrd φ x y x < y k G k + 1 - 1 - k = G k + 1 k + 1
66 59 65 breqtrd φ x y x < y k G k k G k + 1 k + 1
67 47 adantl φ x y x < y k k + 1
68 fveq2 n = k + 1 G n = G k + 1
69 id n = k + 1 n = k + 1
70 68 69 oveq12d n = k + 1 G n n = G k + 1 k + 1
71 ovex G k + 1 k + 1 V
72 70 34 71 fvmpt k + 1 n G n n k + 1 = G k + 1 k + 1
73 67 72 syl φ x y x < y k n G n n k + 1 = G k + 1 k + 1
74 66 37 73 3brtr4d φ x y x < y k n G n n k n G n n k + 1
75 30 74 syldan φ x y x < y k x n G n n k n G n n k + 1
76 46 75 sylan2 φ x y x < y k x y 1 n G n n k n G n n k + 1
77 27 45 76 monoord φ x y x < y n G n n x n G n n y
78 fveq2 n = x G n = G x
79 id n = x n = x
80 78 79 oveq12d n = x G n n = G x x
81 ovex G x x V
82 80 34 81 fvmpt x n G n n x = G x x
83 10 82 syl φ x y x < y n G n n x = G x x
84 fveq2 n = y G n = G y
85 id n = y n = y
86 84 85 oveq12d n = y G n n = G y y
87 ovex G y y V
88 86 34 87 fvmpt y n G n n y = G y y
89 13 88 syl φ x y x < y n G n n y = G y y
90 77 83 89 3brtr3d φ x y x < y G x x G y y
91 15 17 20 22 90 ltletrd φ x y x < y G x y < G y y
92 12 19 14 ltsub1d φ x y x < y G x < G y G x y < G y y
93 91 92 mpbird φ x y x < y G x < G y
94 93 ex φ x y x < y G x < G y
95 94 ralrimivva φ x y x < y G x < G y
96 ss2ralv S x y x < y G x < G y x S y S x < y G x < G y
97 95 96 mpan9 φ S x S y S x < y G x < G y
98 nnssre
99 ltso < Or
100 soss < Or < Or
101 98 99 100 mp2 < Or
102 101 a1i φ S < Or
103 soss Z < Or < Or Z
104 8 99 103 mp2 < Or Z
105 104 a1i φ S < Or Z
106 3 adantr φ S G : Z
107 simpr φ S S
108 soisores < Or < Or Z G : Z S G S Isom < , < S G S x S y S x < y G x < G y
109 102 105 106 107 108 syl22anc φ S G S Isom < , < S G S x S y S x < y G x < G y
110 97 109 mpbird φ S G S Isom < , < S G S