Metamath Proof Explorer


Theorem reprgt

Description: There are no representations of more than ( S x. N ) with only S terms bounded by N . Remark of Nathanson p. 123. (Contributed by Thierry Arnoux, 7-Dec-2021)

Ref Expression
Hypotheses reprgt.n φ N 0
reprgt.a φ A 1 N
reprgt.m φ M
reprgt.s φ S 0
reprgt.1 φ S N < M
Assertion reprgt φ A repr S M =

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 reprgt.n φ N 0
2 reprgt.a φ A 1 N
3 reprgt.m φ M
4 reprgt.s φ S 0
5 reprgt.1 φ S N < M
6 fz1ssnn 1 N
7 2 6 sstrdi φ A
8 7 3 4 reprval φ A repr S M = c A 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = M
9 fzofi 0 ..^ S Fin
10 9 a1i φ c A 0 ..^ S 0 ..^ S Fin
11 nnssre
12 7 11 sstrdi φ A
13 12 ralrimivw φ a 0 ..^ S A
14 13 ralrimivw φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S A
15 14 r19.21bi φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S A
16 15 r19.21bi φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S A
17 ovex 1 N V
18 17 a1i φ 1 N V
19 18 2 ssexd φ A V
20 19 adantr φ c A 0 ..^ S A V
21 9 elexi 0 ..^ S V
22 21 a1i φ c A 0 ..^ S 0 ..^ S V
23 simpr φ c A 0 ..^ S c A 0 ..^ S
24 elmapg A V 0 ..^ S V c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
25 24 biimpa A V 0 ..^ S V c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
26 20 22 23 25 syl21anc φ c A 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
27 26 adantr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c : 0 ..^ S A
28 simpr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S a 0 ..^ S
29 27 28 ffvelrnd φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a A
30 16 29 sseldd φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a
31 10 30 fsumrecl φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a
32 4 nn0red φ S
33 32 adantr φ c A 0 ..^ S S
34 1 nn0red φ N
35 34 adantr φ c A 0 ..^ S N
36 33 35 remulcld φ c A 0 ..^ S S N
37 3 zred φ M
38 37 adantr φ c A 0 ..^ S M
39 34 ad2antrr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S N
40 2 ad2antrr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S A 1 N
41 40 29 sseldd φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a 1 N
42 elfzle2 c a 1 N c a N
43 41 42 syl φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a N
44 10 30 39 43 fsumle φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a a 0 ..^ S N
45 34 recnd φ N
46 fsumconst 0 ..^ S Fin N a 0 ..^ S N = 0 ..^ S N
47 9 45 46 sylancr φ a 0 ..^ S N = 0 ..^ S N
48 hashfzo0 S 0 0 ..^ S = S
49 4 48 syl φ 0 ..^ S = S
50 49 oveq1d φ 0 ..^ S N = S N
51 47 50 eqtrd φ a 0 ..^ S N = S N
52 51 adantr φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S N = S N
53 44 52 breqtrd φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a S N
54 5 adantr φ c A 0 ..^ S S N < M
55 31 36 38 53 54 lelttrd φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a < M
56 31 55 ltned φ c A 0 ..^ S a 0 ..^ S c a M
57 56 neneqd φ c A 0 ..^ S ¬ a 0 ..^ S c a = M
58 57 ralrimiva φ c A 0 ..^ S ¬ a 0 ..^ S c a = M
59 rabeq0 c A 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = M = c A 0 ..^ S ¬ a 0 ..^ S c a = M
60 58 59 sylibr φ c A 0 ..^ S | a 0 ..^ S c a = M =
61 8 60 eqtrd φ A repr S M =