Metamath Proof Explorer


Theorem eulerpartlemgh

Description: Lemma for eulerpart : The F function is a bijection on the U subsets. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Aug-2018)

Ref Expression
Hypotheses eulerpart.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin โˆง ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) = ๐‘ ) }
eulerpart.o โŠข ๐‘‚ = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ—ก ๐‘” โ€œ โ„• ) ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› }
eulerpart.d โŠข ๐ท = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘” โ€˜ ๐‘› ) โ‰ค 1 }
eulerpart.j โŠข ๐ฝ = { ๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ง }
eulerpart.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ , ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 โ†‘ ๐‘ฆ ) ยท ๐‘ฅ ) )
eulerpart.h โŠข ๐ป = { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin }
eulerpart.m โŠข ๐‘€ = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
eulerpart.r โŠข ๐‘… = { ๐‘“ โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
eulerpart.t โŠข ๐‘‡ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โІ ๐ฝ }
eulerpart.g โŠข ๐บ = ( ๐‘œ โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†ฆ ( ( ๐Ÿญ โ€˜ โ„• ) โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐‘€ โ€˜ ( bits โˆ˜ ( ๐‘œ โ†พ ๐ฝ ) ) ) ) ) )
eulerpartlemgh.1 โŠข ๐‘ˆ = โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) )
Assertion eulerpartlemgh ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eulerpart.p โŠข ๐‘ƒ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin โˆง ฮฃ ๐‘˜ โˆˆ โ„• ( ( ๐‘“ โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ๐‘˜ ) = ๐‘ ) }
2 eulerpart.o โŠข ๐‘‚ = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ ( โ—ก ๐‘” โ€œ โ„• ) ยฌ 2 โˆฅ ๐‘› }
3 eulerpart.d โŠข ๐ท = { ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ โˆฃ โˆ€ ๐‘› โˆˆ โ„• ( ๐‘” โ€˜ ๐‘› ) โ‰ค 1 }
4 eulerpart.j โŠข ๐ฝ = { ๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ง }
5 eulerpart.f โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ , ๐‘ฆ โˆˆ โ„•0 โ†ฆ ( ( 2 โ†‘ ๐‘ฆ ) ยท ๐‘ฅ ) )
6 eulerpart.h โŠข ๐ป = { ๐‘Ÿ โˆˆ ( ( ๐’ซ โ„•0 โˆฉ Fin ) โ†‘m ๐ฝ ) โˆฃ ( ๐‘Ÿ supp โˆ… ) โˆˆ Fin }
7 eulerpart.m โŠข ๐‘€ = ( ๐‘Ÿ โˆˆ ๐ป โ†ฆ { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘Ÿ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) } )
8 eulerpart.r โŠข ๐‘… = { ๐‘“ โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
9 eulerpart.t โŠข ๐‘‡ = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โІ ๐ฝ }
10 eulerpart.g โŠข ๐บ = ( ๐‘œ โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†ฆ ( ( ๐Ÿญ โ€˜ โ„• ) โ€˜ ( ๐น โ€œ ( ๐‘€ โ€˜ ( bits โˆ˜ ( ๐‘œ โ†พ ๐ฝ ) ) ) ) ) )
11 eulerpartlemgh.1 โŠข ๐‘ˆ = โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) )
12 4 5 oddpwdc โŠข ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1-ontoโ†’ โ„•
13 f1of1 โŠข ( ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1-ontoโ†’ โ„• โ†’ ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1โ†’ โ„• )
14 12 13 ax-mp โŠข ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1โ†’ โ„•
15 iunss โŠข ( โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ†” โˆ€ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
16 inss2 โŠข ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โІ ๐ฝ
17 16 sseli โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ )
18 17 snssd โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โ†’ { ๐‘ก } โІ ๐ฝ )
19 bitsss โŠข ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) โІ โ„•0
20 xpss12 โŠข ( ( { ๐‘ก } โІ ๐ฝ โˆง ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) โІ โ„•0 ) โ†’ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
21 18 19 20 sylancl โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โ†’ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
22 15 21 mprgbir โŠข โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 )
23 11 22 eqsstri โŠข ๐‘ˆ โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 )
24 f1ores โŠข ( ( ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1โ†’ โ„• โˆง ๐‘ˆ โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) )
25 14 23 24 mp2an โŠข ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ )
26 simpr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
27 2nn โŠข 2 โˆˆ โ„•
28 27 a1i โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ 2 โˆˆ โ„• )
29 19 sseli โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
30 29 adantl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„•0 )
31 28 30 nnexpcld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ ( 2 โ†‘ ๐‘› ) โˆˆ โ„• )
32 simplr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ โ„• )
33 31 32 nnmulcld โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) โˆˆ โ„• )
34 33 adantr โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) โ†’ ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) โˆˆ โ„• )
35 26 34 eqeltrrd โŠข ( ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โˆง ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
36 35 rexlimdva2 โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• ) )
37 36 rexlimdva โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• ) )
38 37 pm4.71rd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) )
39 rex0 โŠข ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ โˆ… ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘
40 simplr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ โ„• )
41 simpr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) )
42 1 2 3 4 5 6 7 8 9 eulerpartlemt0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†” ( ๐ด โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โˆง ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin โˆง ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โІ ๐ฝ ) )
43 42 simp1bi โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ๐ด โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) )
44 elmapi โŠข ( ๐ด โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m โ„• ) โ†’ ๐ด : โ„• โŸถ โ„•0 )
45 43 44 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ๐ด : โ„• โŸถ โ„•0 )
46 45 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐ด : โ„• โŸถ โ„•0 )
47 ffn โŠข ( ๐ด : โ„• โŸถ โ„•0 โ†’ ๐ด Fn โ„• )
48 elpreima โŠข ( ๐ด Fn โ„• โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) ) )
49 46 47 48 3syl โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) ) )
50 41 49 mtbid โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) )
51 imnan โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โ†’ ยฌ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) โ†” ยฌ ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) )
52 50 51 sylibr โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โ†’ ยฌ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• ) )
53 40 52 mpd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• )
54 46 40 ffvelcdmd โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„•0 )
55 elnn0 โŠข ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„•0 โ†” ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• โˆจ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 ) )
56 54 55 sylib โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• โˆจ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 ) )
57 orel1 โŠข ( ยฌ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ( ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) โˆˆ โ„• โˆจ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 ) )
58 53 56 57 sylc โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 )
59 58 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) = ( bits โ€˜ 0 ) )
60 0bits โŠข ( bits โ€˜ 0 ) = โˆ…
61 59 60 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) = โˆ… )
62 61 rexeqdv โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ โˆ… ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
63 39 62 mtbiri โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
64 63 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
65 64 con4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) ) )
66 65 impr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) )
67 eldif โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( โ„• โˆ– ๐ฝ ) โ†” ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) )
68 1 2 3 4 5 6 7 8 9 eulerpartlemf โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ ( โ„• โˆ– ๐ฝ ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 )
69 67 68 sylan2br โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 )
70 69 anassrs โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) = 0 )
71 70 fveq2d โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) = ( bits โ€˜ 0 ) )
72 71 60 eqtrdi โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) = โˆ… )
73 72 rexeqdv โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ โˆ… ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
74 39 73 mtbiri โŠข ( ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โˆง ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
75 74 ex โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ยฌ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ยฌ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
76 75 con4d โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ๐‘ก โˆˆ โ„• ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ ) )
77 76 impr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ )
78 66 77 elind โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) โ†’ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) )
79 simprr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
80 78 79 jca โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โˆง ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
81 80 ex โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ( ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) โ†’ ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆง โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) )
82 81 reximdv2 โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
83 ssrab2 โŠข { ๐‘ง โˆˆ โ„• โˆฃ ยฌ 2 โˆฅ ๐‘ง } โІ โ„•
84 4 83 eqsstri โŠข ๐ฝ โІ โ„•
85 16 84 sstri โŠข ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โІ โ„•
86 ssrexv โŠข ( ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โІ โ„• โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
87 85 86 mp1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†’ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
88 82 87 impbid โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
89 38 88 bitr3d โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
90 eqeq2 โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š โ†” ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
91 90 2rexbidv โŠข ( ๐‘š = ๐‘ โ†’ ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
92 91 elrab โŠข ( ๐‘ โˆˆ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
93 92 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } โ†” ( ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) ) )
94 11 imaeq2i โŠข ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) = ( ๐น โ€œ โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) )
95 imaiun โŠข ( ๐น โ€œ โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) = โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) )
96 94 95 eqtri โŠข ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) = โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) )
97 96 eleq2i โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” ๐‘ โˆˆ โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) )
98 eliun โŠข ( ๐‘ โˆˆ โˆช ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) )
99 f1ofn โŠข ( ๐น : ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ€“1-1-ontoโ†’ โ„• โ†’ ๐น Fn ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
100 12 99 ax-mp โŠข ๐น Fn ( ๐ฝ ร— โ„•0 )
101 snssi โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ { ๐‘ก } โІ ๐ฝ )
102 101 19 20 sylancl โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
103 ovelimab โŠข ( ( ๐น Fn ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โˆง ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โІ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ { ๐‘ก } โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) ) )
104 100 102 103 sylancr โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ { ๐‘ก } โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) ) )
105 vex โŠข ๐‘ก โˆˆ V
106 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ก โ†’ ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) )
107 106 eqeq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ก โ†’ ( ๐‘ = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) โ†” ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) ) )
108 107 rexbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ก โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) ) )
109 105 108 rexsn โŠข ( โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ { ๐‘ก } โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ฅ ๐น ๐‘› ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) )
110 104 109 bitrdi โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) ) )
111 df-ov โŠข ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) = ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ )
112 111 eqeq1i โŠข ( ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) = ๐‘ โ†” ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ๐‘ )
113 eqcom โŠข ( ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) = ๐‘ โ†” ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) )
114 112 113 bitr3i โŠข ( ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ๐‘ โ†” ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) )
115 opelxpi โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ โˆˆ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) )
116 4 5 oddpwdcv โŠข ( โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ โˆˆ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ( ( 2 โ†‘ ( 2nd โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) ) ยท ( 1st โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) ) )
117 vex โŠข ๐‘› โˆˆ V
118 105 117 op2nd โŠข ( 2nd โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ๐‘›
119 118 oveq2i โŠข ( 2 โ†‘ ( 2nd โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) ) = ( 2 โ†‘ ๐‘› )
120 105 117 op1st โŠข ( 1st โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ๐‘ก
121 119 120 oveq12i โŠข ( ( 2 โ†‘ ( 2nd โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) ) ยท ( 1st โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) ) = ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก )
122 116 121 eqtrdi โŠข ( โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ โˆˆ ( ๐ฝ ร— โ„•0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) )
123 115 122 syl โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) )
124 123 eqeq1d โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ โŸจ ๐‘ก , ๐‘› โŸฉ ) = ๐‘ โ†” ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
125 114 124 bitr3id โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„•0 ) โ†’ ( ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) โ†” ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
126 29 125 sylan2 โŠข ( ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โˆง ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) โ†’ ( ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) โ†” ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
127 126 rexbidva โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ๐‘ = ( ๐‘ก ๐น ๐‘› ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
128 110 127 bitrd โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ๐ฝ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
129 17 128 syl โŠข ( ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
130 129 rexbiia โŠข ( โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ( { ๐‘ก } ร— ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
131 97 98 130 3bitri โŠข ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ )
132 131 a1i โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” โˆƒ ๐‘ก โˆˆ ( ( โ—ก ๐ด โ€œ โ„• ) โˆฉ ๐ฝ ) โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘ ) )
133 89 93 132 3bitr4rd โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” ๐‘ โˆˆ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } ) )
134 133 eqrdv โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) = { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } )
135 f1oeq3 โŠข ( ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) = { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } โ†’ ( ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } ) )
136 134 135 syl โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐น โ€œ ๐‘ˆ ) โ†” ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } ) )
137 25 136 mpbii โŠข ( ๐ด โˆˆ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘… ) โ†’ ( ๐น โ†พ ๐‘ˆ ) : ๐‘ˆ โ€“1-1-ontoโ†’ { ๐‘š โˆˆ โ„• โˆฃ โˆƒ ๐‘ก โˆˆ โ„• โˆƒ ๐‘› โˆˆ ( bits โ€˜ ( ๐ด โ€˜ ๐‘ก ) ) ( ( 2 โ†‘ ๐‘› ) ยท ๐‘ก ) = ๐‘š } )