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Theorem subfacp1lem5

Description: Lemma for subfacp1 . In subfacp1lem6 we cut up the set of all derangements on 1 ... ( N + 1 ) first according to the value at 1 , and then by whether or not ( f( f1 ) ) = 1 . In this lemma, we show that the subset of all N + 1 derangements with ( f( f1 ) ) =/= 1 for fixed M = ( f1 ) is in bijection with derangements of 2 ... ( N + 1 ) , because pre-composing with the function F swaps 1 and M and turns the function into a bijection with ( f1 ) = 1 and ( fx ) =/= x for all other x , so dropping the point at 1 yields a derangement on the N remaining points. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses derang.d D = x Fin f | f : x 1-1 onto x y x f y y
subfac.n S = n 0 D 1 n
subfacp1lem.a A = f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y
subfacp1lem1.n φ N
subfacp1lem1.m φ M 2 N + 1
subfacp1lem1.x M V
subfacp1lem1.k K = 2 N + 1 M
subfacp1lem5.b B = g A | g 1 = M g M 1
subfacp1lem5.f F = I K 1 M M 1
subfacp1lem5.c C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
Assertion subfacp1lem5 φ B = S N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 derang.d D = x Fin f | f : x 1-1 onto x y x f y y
2 subfac.n S = n 0 D 1 n
3 subfacp1lem.a A = f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y
4 subfacp1lem1.n φ N
5 subfacp1lem1.m φ M 2 N + 1
6 subfacp1lem1.x M V
7 subfacp1lem1.k K = 2 N + 1 M
8 subfacp1lem5.b B = g A | g 1 = M g M 1
9 subfacp1lem5.f F = I K 1 M M 1
10 subfacp1lem5.c C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
11 fzfi 1 N + 1 Fin
12 deranglem 1 N + 1 Fin f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y Fin
13 11 12 ax-mp f | f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y Fin
14 3 13 eqeltri A Fin
15 8 ssrab3 B A
16 ssfi A Fin B A B Fin
17 14 15 16 mp2an B Fin
18 17 elexi B V
19 18 a1i φ B V
20 eqid b B F b 2 N + 1 = b B F b 2 N + 1
21 f1oi I K : K 1-1 onto K
22 21 a1i φ I K : K 1-1 onto K
23 1 2 3 4 5 6 7 9 22 subfacp1lem2a φ F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 = M F M = 1
24 23 simp1d φ F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
25 simpr φ b B b B
26 fveq1 g = b g 1 = b 1
27 26 eqeq1d g = b g 1 = M b 1 = M
28 fveq1 g = b g M = b M
29 28 neeq1d g = b g M 1 b M 1
30 27 29 anbi12d g = b g 1 = M g M 1 b 1 = M b M 1
31 30 8 elrab2 b B b A b 1 = M b M 1
32 25 31 sylib φ b B b A b 1 = M b M 1
33 32 simpld φ b B b A
34 vex b V
35 f1oeq1 f = b f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
36 fveq1 f = b f y = b y
37 36 neeq1d f = b f y y b y y
38 37 ralbidv f = b y 1 N + 1 f y y y 1 N + 1 b y y
39 35 38 anbi12d f = b f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
40 34 39 3 elab2 b A b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
41 33 40 sylib φ b B b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 b y y
42 41 simpld φ b B b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
43 f1oco F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
44 24 42 43 syl2an2r φ b B F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
45 f1of1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
46 df-f1 F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1 N + 1 Fun F b -1
47 46 simprbi F b : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 Fun F b -1
48 44 45 47 3syl φ b B Fun F b -1
49 f1ofn F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b Fn 1 N + 1
50 fnresdm F b Fn 1 N + 1 F b 1 N + 1 = F b
51 f1oeq1 F b 1 N + 1 = F b F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
52 44 49 50 51 4syl φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
53 44 52 mpbird φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
54 f1ofo F b 1 N + 1 : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1
55 53 54 syl φ b B F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1
56 1ex 1 V
57 56 56 f1osn 1 1 : 1 1-1 onto 1
58 44 49 syl φ b B F b Fn 1 N + 1
59 4 peano2nnd φ N + 1
60 nnuz = 1
61 59 60 eleqtrdi φ N + 1 1
62 eluzfz1 N + 1 1 1 1 N + 1
63 61 62 syl φ 1 1 N + 1
64 63 adantr φ b B 1 1 N + 1
65 fnressn F b Fn 1 N + 1 1 1 N + 1 F b 1 = 1 F b 1
66 58 64 65 syl2anc φ b B F b 1 = 1 F b 1
67 f1of b : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b : 1 N + 1 1 N + 1
68 42 67 syl φ b B b : 1 N + 1 1 N + 1
69 68 64 fvco3d φ b B F b 1 = F b 1
70 32 simprd φ b B b 1 = M b M 1
71 70 simpld φ b B b 1 = M
72 71 fveq2d φ b B F b 1 = F M
73 23 simp3d φ F M = 1
74 73 adantr φ b B F M = 1
75 69 72 74 3eqtrd φ b B F b 1 = 1
76 75 opeq2d φ b B 1 F b 1 = 1 1
77 76 sneqd φ b B 1 F b 1 = 1 1
78 66 77 eqtrd φ b B F b 1 = 1 1
79 78 f1oeq1d φ b B F b 1 : 1 1-1 onto 1 1 1 : 1 1-1 onto 1
80 57 79 mpbiri φ b B F b 1 : 1 1-1 onto 1
81 f1ofo F b 1 : 1 1-1 onto 1 F b 1 : 1 onto 1
82 80 81 syl φ b B F b 1 : 1 onto 1
83 resdif Fun F b -1 F b 1 N + 1 : 1 N + 1 onto 1 N + 1 F b 1 : 1 onto 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
84 48 55 82 83 syl3anc φ b B F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
85 fzsplit 1 1 N + 1 1 N + 1 = 1 1 1 + 1 N + 1
86 63 85 syl φ 1 N + 1 = 1 1 1 + 1 N + 1
87 1z 1
88 fzsn 1 1 1 = 1
89 87 88 ax-mp 1 1 = 1
90 1p1e2 1 + 1 = 2
91 90 oveq1i 1 + 1 N + 1 = 2 N + 1
92 89 91 uneq12i 1 1 1 + 1 N + 1 = 1 2 N + 1
93 86 92 eqtr2di φ 1 2 N + 1 = 1 N + 1
94 63 snssd φ 1 1 N + 1
95 incom 1 2 N + 1 = 2 N + 1 1
96 1lt2 1 < 2
97 1re 1
98 2re 2
99 97 98 ltnlei 1 < 2 ¬ 2 1
100 96 99 mpbi ¬ 2 1
101 elfzle1 1 2 N + 1 2 1
102 100 101 mto ¬ 1 2 N + 1
103 disjsn 2 N + 1 1 = ¬ 1 2 N + 1
104 102 103 mpbir 2 N + 1 1 =
105 95 104 eqtri 1 2 N + 1 =
106 uneqdifeq 1 1 N + 1 1 2 N + 1 = 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 N + 1 1 = 2 N + 1
107 94 105 106 sylancl φ 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 N + 1 1 = 2 N + 1
108 93 107 mpbid φ 1 N + 1 1 = 2 N + 1
109 108 adantr φ b B 1 N + 1 1 = 2 N + 1
110 reseq2 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 = F b 2 N + 1
111 110 f1oeq1d 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1
112 f1oeq2 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1
113 f1oeq3 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
114 111 112 113 3bitrd 1 N + 1 1 = 2 N + 1 F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
115 109 114 syl φ b B F b 1 N + 1 1 : 1 N + 1 1 1-1 onto 1 N + 1 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
116 84 115 mpbid φ b B F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
117 68 adantr φ b B y 2 N + 1 b : 1 N + 1 1 N + 1
118 fzp1ss 1 1 + 1 N + 1 1 N + 1
119 87 118 ax-mp 1 + 1 N + 1 1 N + 1
120 91 119 eqsstrri 2 N + 1 1 N + 1
121 simpr φ b B y 2 N + 1 y 2 N + 1
122 120 121 sselid φ b B y 2 N + 1 y 1 N + 1
123 117 122 fvco3d φ b B y 2 N + 1 F b y = F b y
124 1 2 3 4 5 6 7 8 9 subfacp1lem4 φ F -1 = F
125 124 fveq1d φ F -1 y = F y
126 125 ad2antrr φ b B y 2 N + 1 F -1 y = F y
127 70 simprd φ b B b M 1
128 127 74 neeqtrrd φ b B b M F M
129 128 adantr φ b B y 2 N + 1 b M F M
130 fveq2 y = M b y = b M
131 fveq2 y = M F y = F M
132 130 131 neeq12d y = M b y F y b M F M
133 129 132 syl5ibrcom φ b B y 2 N + 1 y = M b y F y
134 120 sseli y 2 N + 1 y 1 N + 1
135 41 simprd φ b B y 1 N + 1 b y y
136 135 r19.21bi φ b B y 1 N + 1 b y y
137 134 136 sylan2 φ b B y 2 N + 1 b y y
138 137 adantrr φ b B y 2 N + 1 y M b y y
139 7 eleq2i y K y 2 N + 1 M
140 eldifsn y 2 N + 1 M y 2 N + 1 y M
141 139 140 bitri y K y 2 N + 1 y M
142 1 2 3 4 5 6 7 9 22 subfacp1lem2b φ y K F y = I K y
143 fvresi y K I K y = y
144 143 adantl φ y K I K y = y
145 142 144 eqtrd φ y K F y = y
146 141 145 sylan2br φ y 2 N + 1 y M F y = y
147 146 adantlr φ b B y 2 N + 1 y M F y = y
148 138 147 neeqtrrd φ b B y 2 N + 1 y M b y F y
149 148 expr φ b B y 2 N + 1 y M b y F y
150 133 149 pm2.61dne φ b B y 2 N + 1 b y F y
151 150 necomd φ b B y 2 N + 1 F y b y
152 126 151 eqnetrd φ b B y 2 N + 1 F -1 y b y
153 24 adantr φ b B F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
154 ffvelrn b : 1 N + 1 1 N + 1 y 1 N + 1 b y 1 N + 1
155 68 134 154 syl2an φ b B y 2 N + 1 b y 1 N + 1
156 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 b y 1 N + 1 F b y = y F -1 y = b y
157 153 155 156 syl2an2r φ b B y 2 N + 1 F b y = y F -1 y = b y
158 157 necon3d φ b B y 2 N + 1 F -1 y b y F b y y
159 152 158 mpd φ b B y 2 N + 1 F b y y
160 123 159 eqnetrd φ b B y 2 N + 1 F b y y
161 160 ralrimiva φ b B y 2 N + 1 F b y y
162 f1of I K : K 1-1 onto K I K : K K
163 21 162 ax-mp I K : K K
164 fzfi 2 N + 1 Fin
165 difexg 2 N + 1 Fin 2 N + 1 M V
166 164 165 ax-mp 2 N + 1 M V
167 7 166 eqeltri K V
168 fex I K : K K K V I K V
169 163 167 168 mp2an I K V
170 prex 1 M M 1 V
171 169 170 unex I K 1 M M 1 V
172 9 171 eqeltri F V
173 172 34 coex F b V
174 173 resex F b 2 N + 1 V
175 f1oeq1 f = F b 2 N + 1 f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
176 fveq1 f = F b 2 N + 1 f y = F b 2 N + 1 y
177 fvres y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = F b y
178 176 177 sylan9eq f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y = F b y
179 178 neeq1d f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y F b y y
180 179 ralbidva f = F b 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y y 2 N + 1 F b y y
181 175 180 anbi12d f = F b 2 N + 1 f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 F b y y
182 174 181 10 elab2 F b 2 N + 1 C F b 2 N + 1 : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 F b y y
183 116 161 182 sylanbrc φ b B F b 2 N + 1 C
184 simpr φ c C c C
185 vex c V
186 f1oeq1 f = c f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
187 fveq1 f = c f y = c y
188 187 neeq1d f = c f y y c y y
189 188 ralbidv f = c y 2 N + 1 f y y y 2 N + 1 c y y
190 186 189 anbi12d f = c f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
191 185 190 10 elab2 c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
192 184 191 sylib φ c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 c y y
193 192 simpld φ c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
194 f1oun 1 1 : 1 1-1 onto 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 1 2 N + 1 = 1 2 N + 1 = 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
195 105 105 194 mpanr12 1 1 : 1 1-1 onto 1 c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
196 57 193 195 sylancr φ c C 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
197 f1oeq2 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1
198 f1oeq3 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
199 197 198 bitrd 1 2 N + 1 = 1 N + 1 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
200 93 199 syl φ 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
201 200 biimpa φ 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
202 196 201 syldan φ c C 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
203 f1oco F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
204 24 202 203 syl2an2r φ c C F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
205 f1of 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
206 202 205 syl φ c C 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
207 fvco3 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y = F 1 1 c y
208 206 207 sylan φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y = F 1 1 c y
209 125 ad2antrr φ c C y 1 N + 1 F -1 y = F y
210 simpr φ c C y 1 N + 1 y 1 N + 1
211 93 ad2antrr φ c C y 1 N + 1 1 2 N + 1 = 1 N + 1
212 210 211 eleqtrrd φ c C y 1 N + 1 y 1 2 N + 1
213 elun y 1 2 N + 1 y 1 y 2 N + 1
214 212 213 sylib φ c C y 1 N + 1 y 1 y 2 N + 1
215 nelne2 M 2 N + 1 ¬ 1 2 N + 1 M 1
216 5 102 215 sylancl φ M 1
217 216 adantr φ c C M 1
218 23 simp2d φ F 1 = M
219 218 adantr φ c C F 1 = M
220 f1ofun 1 1 c : 1 2 N + 1 1-1 onto 1 2 N + 1 Fun 1 1 c
221 196 220 syl φ c C Fun 1 1 c
222 ssun1 1 1 1 1 c
223 56 snid 1 1
224 56 dmsnop dom 1 1 = 1
225 223 224 eleqtrri 1 dom 1 1
226 funssfv Fun 1 1 c 1 1 1 1 c 1 dom 1 1 1 1 c 1 = 1 1 1
227 222 225 226 mp3an23 Fun 1 1 c 1 1 c 1 = 1 1 1
228 221 227 syl φ c C 1 1 c 1 = 1 1 1
229 56 56 fvsn 1 1 1 = 1
230 228 229 eqtrdi φ c C 1 1 c 1 = 1
231 217 219 230 3netr4d φ c C F 1 1 1 c 1
232 elsni y 1 y = 1
233 232 fveq2d y 1 F y = F 1
234 232 fveq2d y 1 1 1 c y = 1 1 c 1
235 233 234 neeq12d y 1 F y 1 1 c y F 1 1 1 c 1
236 231 235 syl5ibrcom φ c C y 1 F y 1 1 c y
237 236 imp φ c C y 1 F y 1 1 c y
238 221 adantr φ c C y 2 N + 1 Fun 1 1 c
239 ssun2 c 1 1 c
240 239 a1i φ c C y 2 N + 1 c 1 1 c
241 f1odm c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 dom c = 2 N + 1
242 193 241 syl φ c C dom c = 2 N + 1
243 242 eleq2d φ c C y dom c y 2 N + 1
244 243 biimpar φ c C y 2 N + 1 y dom c
245 funssfv Fun 1 1 c c 1 1 c y dom c 1 1 c y = c y
246 238 240 244 245 syl3anc φ c C y 2 N + 1 1 1 c y = c y
247 f1of c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c : 2 N + 1 2 N + 1
248 193 247 syl φ c C c : 2 N + 1 2 N + 1
249 5 adantr φ c C M 2 N + 1
250 248 249 ffvelrnd φ c C c M 2 N + 1
251 nelne2 c M 2 N + 1 ¬ 1 2 N + 1 c M 1
252 250 102 251 sylancl φ c C c M 1
253 252 adantr φ c C y 2 N + 1 c M 1
254 73 ad2antrr φ c C y 2 N + 1 F M = 1
255 253 254 neeqtrrd φ c C y 2 N + 1 c M F M
256 fveq2 y = M c y = c M
257 256 131 neeq12d y = M c y F y c M F M
258 255 257 syl5ibrcom φ c C y 2 N + 1 y = M c y F y
259 192 simprd φ c C y 2 N + 1 c y y
260 259 r19.21bi φ c C y 2 N + 1 c y y
261 260 adantrr φ c C y 2 N + 1 y M c y y
262 146 adantlr φ c C y 2 N + 1 y M F y = y
263 261 262 neeqtrrd φ c C y 2 N + 1 y M c y F y
264 263 expr φ c C y 2 N + 1 y M c y F y
265 258 264 pm2.61dne φ c C y 2 N + 1 c y F y
266 246 265 eqnetrd φ c C y 2 N + 1 1 1 c y F y
267 266 necomd φ c C y 2 N + 1 F y 1 1 c y
268 237 267 jaodan φ c C y 1 y 2 N + 1 F y 1 1 c y
269 214 268 syldan φ c C y 1 N + 1 F y 1 1 c y
270 209 269 eqnetrd φ c C y 1 N + 1 F -1 y 1 1 c y
271 24 adantr φ c C F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
272 206 ffvelrnda φ c C y 1 N + 1 1 1 c y 1 N + 1
273 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c y 1 N + 1 F 1 1 c y = y F -1 y = 1 1 c y
274 271 272 273 syl2an2r φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y = y F -1 y = 1 1 c y
275 274 necon3d φ c C y 1 N + 1 F -1 y 1 1 c y F 1 1 c y y
276 270 275 mpd φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
277 208 276 eqnetrd φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
278 277 ralrimiva φ c C y 1 N + 1 F 1 1 c y y
279 snex 1 1 V
280 279 185 unex 1 1 c V
281 172 280 coex F 1 1 c V
282 f1oeq1 f = F 1 1 c f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
283 fveq1 f = F 1 1 c f y = F 1 1 c y
284 283 neeq1d f = F 1 1 c f y y F 1 1 c y y
285 284 ralbidv f = F 1 1 c y 1 N + 1 f y y y 1 N + 1 F 1 1 c y y
286 282 285 anbi12d f = F 1 1 c f : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 f y y F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y y
287 281 286 3 elab2 F 1 1 c A F 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 y 1 N + 1 F 1 1 c y y
288 204 278 287 sylanbrc φ c C F 1 1 c A
289 63 adantr φ c C 1 1 N + 1
290 206 289 fvco3d φ c C F 1 1 c 1 = F 1 1 c 1
291 230 fveq2d φ c C F 1 1 c 1 = F 1
292 290 291 219 3eqtrd φ c C F 1 1 c 1 = M
293 120 5 sselid φ M 1 N + 1
294 293 adantr φ c C M 1 N + 1
295 206 294 fvco3d φ c C F 1 1 c M = F 1 1 c M
296 239 a1i φ c C c 1 1 c
297 249 242 eleqtrrd φ c C M dom c
298 funssfv Fun 1 1 c c 1 1 c M dom c 1 1 c M = c M
299 221 296 297 298 syl3anc φ c C 1 1 c M = c M
300 299 fveq2d φ c C F 1 1 c M = F c M
301 295 300 eqtrd φ c C F 1 1 c M = F c M
302 124 fveq1d φ F -1 1 = F 1
303 302 218 eqtrd φ F -1 1 = M
304 303 adantr φ c C F -1 1 = M
305 id y = M y = M
306 256 305 neeq12d y = M c y y c M M
307 306 259 249 rspcdva φ c C c M M
308 307 necomd φ c C M c M
309 304 308 eqnetrd φ c C F -1 1 c M
310 120 250 sselid φ c C c M 1 N + 1
311 f1ocnvfv F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 c M 1 N + 1 F c M = 1 F -1 1 = c M
312 24 310 311 syl2an2r φ c C F c M = 1 F -1 1 = c M
313 312 necon3d φ c C F -1 1 c M F c M 1
314 309 313 mpd φ c C F c M 1
315 301 314 eqnetrd φ c C F 1 1 c M 1
316 292 315 jca φ c C F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
317 fveq1 g = F 1 1 c g 1 = F 1 1 c 1
318 317 eqeq1d g = F 1 1 c g 1 = M F 1 1 c 1 = M
319 fveq1 g = F 1 1 c g M = F 1 1 c M
320 319 neeq1d g = F 1 1 c g M 1 F 1 1 c M 1
321 318 320 anbi12d g = F 1 1 c g 1 = M g M 1 F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
322 321 8 elrab2 F 1 1 c B F 1 1 c A F 1 1 c 1 = M F 1 1 c M 1
323 288 316 322 sylanbrc φ c C F 1 1 c B
324 24 adantr φ b B c C F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
325 f1of1 F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
326 324 325 syl φ b B c C F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1
327 f1of F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F : 1 N + 1 1 N + 1
328 324 327 syl φ b B c C F : 1 N + 1 1 N + 1
329 68 adantrr φ b B c C b : 1 N + 1 1 N + 1
330 328 329 fcod φ b B c C F b : 1 N + 1 1 N + 1
331 206 adantrl φ b B c C 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1
332 cocan1 F : 1 N + 1 1-1 1 N + 1 F b : 1 N + 1 1 N + 1 1 1 c : 1 N + 1 1 N + 1 F F b = F 1 1 c F b = 1 1 c
333 326 330 331 332 syl3anc φ b B c C F F b = F 1 1 c F b = 1 1 c
334 coass F F b = F F b
335 124 coeq1d φ F -1 F = F F
336 f1ococnv1 F : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 F -1 F = I 1 N + 1
337 24 336 syl φ F -1 F = I 1 N + 1
338 335 337 eqtr3d φ F F = I 1 N + 1
339 338 adantr φ b B c C F F = I 1 N + 1
340 339 coeq1d φ b B c C F F b = I 1 N + 1 b
341 fcoi2 b : 1 N + 1 1 N + 1 I 1 N + 1 b = b
342 329 341 syl φ b B c C I 1 N + 1 b = b
343 340 342 eqtrd φ b B c C F F b = b
344 334 343 eqtr3id φ b B c C F F b = b
345 344 eqeq1d φ b B c C F F b = F 1 1 c b = F 1 1 c
346 75 adantrr φ b B c C F b 1 = 1
347 230 adantrl φ b B c C 1 1 c 1 = 1
348 346 347 eqtr4d φ b B c C F b 1 = 1 1 c 1
349 fveq2 y = 1 F b y = F b 1
350 fveq2 y = 1 1 1 c y = 1 1 c 1
351 349 350 eqeq12d y = 1 F b y = 1 1 c y F b 1 = 1 1 c 1
352 56 351 ralsn y 1 F b y = 1 1 c y F b 1 = 1 1 c 1
353 348 352 sylibr φ b B c C y 1 F b y = 1 1 c y
354 353 biantrurd φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
355 ralunb y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
356 354 355 bitr4di φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y
357 177 adantl φ b B c C y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = F b y
358 357 eqcomd φ b B c C y 2 N + 1 F b y = F b 2 N + 1 y
359 246 adantlrl φ b B c C y 2 N + 1 1 1 c y = c y
360 358 359 eqeq12d φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y F b 2 N + 1 y = c y
361 360 ralbidva φ b B c C y 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
362 93 adantr φ b B c C 1 2 N + 1 = 1 N + 1
363 362 raleqdv φ b B c C y 1 2 N + 1 F b y = 1 1 c y y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
364 356 361 363 3bitr3rd φ b B c C y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
365 58 adantrr φ b B c C F b Fn 1 N + 1
366 202 adantrl φ b B c C 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1
367 f1ofn 1 1 c : 1 N + 1 1-1 onto 1 N + 1 1 1 c Fn 1 N + 1
368 366 367 syl φ b B c C 1 1 c Fn 1 N + 1
369 eqfnfv F b Fn 1 N + 1 1 1 c Fn 1 N + 1 F b = 1 1 c y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
370 365 368 369 syl2anc φ b B c C F b = 1 1 c y 1 N + 1 F b y = 1 1 c y
371 fnssres F b Fn 1 N + 1 2 N + 1 1 N + 1 F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1
372 365 120 371 sylancl φ b B c C F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1
373 193 adantrl φ b B c C c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1
374 f1ofn c : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 c Fn 2 N + 1
375 373 374 syl φ b B c C c Fn 2 N + 1
376 eqfnfv F b 2 N + 1 Fn 2 N + 1 c Fn 2 N + 1 F b 2 N + 1 = c y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
377 372 375 376 syl2anc φ b B c C F b 2 N + 1 = c y 2 N + 1 F b 2 N + 1 y = c y
378 364 370 377 3bitr4d φ b B c C F b = 1 1 c F b 2 N + 1 = c
379 eqcom F b 2 N + 1 = c c = F b 2 N + 1
380 378 379 bitrdi φ b B c C F b = 1 1 c c = F b 2 N + 1
381 333 345 380 3bitr3d φ b B c C b = F 1 1 c c = F b 2 N + 1
382 20 183 323 381 f1o2d φ b B F b 2 N + 1 : B 1-1 onto C
383 19 382 hasheqf1od φ B = C
384 1 2 derangen2 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = S 2 N + 1
385 1 derangval 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
386 10 fveq2i C = f | f : 2 N + 1 1-1 onto 2 N + 1 y 2 N + 1 f y y
387 385 386 eqtr4di 2 N + 1 Fin D 2 N + 1 = C
388 384 387 eqtr3d 2 N + 1 Fin S 2 N + 1 = C
389 164 388 ax-mp S 2 N + 1 = C
390 4 60 eleqtrdi φ N 1
391 eluzp1p1 N 1 N + 1 1 + 1
392 390 391 syl φ N + 1 1 + 1
393 df-2 2 = 1 + 1
394 393 fveq2i 2 = 1 + 1
395 392 394 eleqtrrdi φ N + 1 2
396 hashfz N + 1 2 2 N + 1 = N + 1 - 2 + 1
397 395 396 syl φ 2 N + 1 = N + 1 - 2 + 1
398 59 nncnd φ N + 1
399 2cnd φ 2
400 1cnd φ 1
401 398 399 400 subsubd φ N + 1 - 2 1 = N + 1 - 2 + 1
402 2m1e1 2 1 = 1
403 402 oveq2i N + 1 - 2 1 = N + 1 - 1
404 4 nncnd φ N
405 ax-1cn 1
406 pncan N 1 N + 1 - 1 = N
407 404 405 406 sylancl φ N + 1 - 1 = N
408 403 407 syl5eq φ N + 1 - 2 1 = N
409 397 401 408 3eqtr2d φ 2 N + 1 = N
410 409 fveq2d φ S 2 N + 1 = S N
411 389 410 eqtr3id φ C = S N
412 383 411 eqtrd φ B = S N