Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  eulerpartlemgf Structured version   Visualization version   Unicode version

Theorem eulerpartlemgf 30441
Description: Lemma for eulerpart 30444: Images under  G have finite support. (Contributed by Thierry Arnoux, 29-Aug-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
eulerpart.p  |-  P  =  { f  e.  ( NN0  ^m  NN )  |  ( ( `' f " NN )  e.  Fin  /\  sum_ k  e.  NN  (
( f `  k
)  x.  k )  =  N ) }
eulerpart.o  |-  O  =  { g  e.  P  |  A. n  e.  ( `' g " NN )  -.  2  ||  n }
eulerpart.d  |-  D  =  { g  e.  P  |  A. n  e.  NN  ( g `  n
)  <_  1 }
eulerpart.j  |-  J  =  { z  e.  NN  |  -.  2  ||  z }
eulerpart.f  |-  F  =  ( x  e.  J ,  y  e.  NN0  |->  ( ( 2 ^ y )  x.  x
) )
eulerpart.h  |-  H  =  { r  e.  ( ( ~P NN0  i^i  Fin )  ^m  J )  |  ( r supp  (/) )  e. 
Fin }
eulerpart.m  |-  M  =  ( r  e.  H  |->  { <. x ,  y
>.  |  ( x  e.  J  /\  y  e.  ( r `  x
) ) } )
eulerpart.r  |-  R  =  { f  |  ( `' f " NN )  e.  Fin }
eulerpart.t  |-  T  =  { f  e.  ( NN0  ^m  NN )  |  ( `' f
" NN )  C_  J }
eulerpart.g  |-  G  =  ( o  e.  ( T  i^i  R ) 
|->  ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( o  |`  J ) ) ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
eulerpartlemgf  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" NN )  e. 
Fin )
Distinct variable groups:    f, g,
k, n, o, x, y, z    f, r, A, o    o, F   
o, H, r    f, J    n, r, J, o, x, y    o, M, r    f, N, g, x    P, g, n    R, f, o    T, f, o
Allowed substitution hints:    A( x, y, z, g, k, n)    D( x, y, z, f, g, k, n, o, r)    P( x, y, z, f, k, o, r)    R( x, y, z, g, k, n, r)    T( x, y, z, g, k, n, r)    F( x, y, z, f, g, k, n, r)    G( x, y, z, f, g, k, n, o, r)    H( x, y, z, f, g, k, n)    J( z, g, k)    M( x, y, z, f, g, k, n)    N( y,
z, k, n, o, r)    O( x, y, z, f, g, k, n, o, r)

Proof of Theorem eulerpartlemgf
StepHypRef Expression
1 eulerpart.p . . . . . . 7  |-  P  =  { f  e.  ( NN0  ^m  NN )  |  ( ( `' f " NN )  e.  Fin  /\  sum_ k  e.  NN  (
( f `  k
)  x.  k )  =  N ) }
2 eulerpart.o . . . . . . 7  |-  O  =  { g  e.  P  |  A. n  e.  ( `' g " NN )  -.  2  ||  n }
3 eulerpart.d . . . . . . 7  |-  D  =  { g  e.  P  |  A. n  e.  NN  ( g `  n
)  <_  1 }
4 eulerpart.j . . . . . . 7  |-  J  =  { z  e.  NN  |  -.  2  ||  z }
5 eulerpart.f . . . . . . 7  |-  F  =  ( x  e.  J ,  y  e.  NN0  |->  ( ( 2 ^ y )  x.  x
) )
6 eulerpart.h . . . . . . 7  |-  H  =  { r  e.  ( ( ~P NN0  i^i  Fin )  ^m  J )  |  ( r supp  (/) )  e. 
Fin }
7 eulerpart.m . . . . . . 7  |-  M  =  ( r  e.  H  |->  { <. x ,  y
>.  |  ( x  e.  J  /\  y  e.  ( r `  x
) ) } )
8 eulerpart.r . . . . . . 7  |-  R  =  { f  |  ( `' f " NN )  e.  Fin }
9 eulerpart.t . . . . . . 7  |-  T  =  { f  e.  ( NN0  ^m  NN )  |  ( `' f
" NN )  C_  J }
10 eulerpart.g . . . . . . 7  |-  G  =  ( o  e.  ( T  i^i  R ) 
|->  ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( o  |`  J ) ) ) ) ) )
111, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10eulerpartlemgv 30435 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( G `  A )  =  ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) ) )
1211cnveqd 5298 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  `' ( G `  A )  =  `' ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) ) )
1312imaeq1d 5465 . . . 4  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" { 1 } )  =  ( `' ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) )
" { 1 } ) )
14 nnex 11026 . . . . 5  |-  NN  e.  _V
15 imassrn 5477 . . . . . 6  |-  ( F
" ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )  C_  ran  F
164, 5oddpwdc 30416 . . . . . . 7  |-  F :
( J  X.  NN0 )
-1-1-onto-> NN
17 f1of 6137 . . . . . . 7  |-  ( F : ( J  X.  NN0 ) -1-1-onto-> NN  ->  F :
( J  X.  NN0 )
--> NN )
18 frn 6053 . . . . . . 7  |-  ( F : ( J  X.  NN0 ) --> NN  ->  ran  F 
C_  NN )
1916, 17, 18mp2b 10 . . . . . 6  |-  ran  F  C_  NN
2015, 19sstri 3612 . . . . 5  |-  ( F
" ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )  C_  NN
21 indpi1 30082 . . . . 5  |-  ( ( NN  e.  _V  /\  ( F " ( M `
 (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )  C_  NN )  ->  ( `' ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) ) " { 1 } )  =  ( F "
( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) )
2214, 20, 21mp2an 708 . . . 4  |-  ( `' ( (𝟭 `  NN ) `  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) )
" { 1 } )  =  ( F
" ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )
2313, 22syl6eq 2672 . . 3  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" { 1 } )  =  ( F
" ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) ) )
24 ffun 6048 . . . . 5  |-  ( F : ( J  X.  NN0 ) --> NN  ->  Fun  F )
2516, 17, 24mp2b 10 . . . 4  |-  Fun  F
26 inss2 3834 . . . . 5  |-  ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i  Fin )  C_  Fin
271, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10eulerpartlemmf 30437 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  (bits  o.  ( A  |`  J ) )  e.  H )
281, 2, 3, 4, 5, 6, 7eulerpartlem1 30429 . . . . . . . 8  |-  M : H
-1-1-onto-> ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i  Fin )
29 f1of 6137 . . . . . . . 8  |-  ( M : H -1-1-onto-> ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i 
Fin )  ->  M : H --> ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i 
Fin ) )
3028, 29ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  M : H
--> ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i 
Fin )
3130ffvelrni 6358 . . . . . 6  |-  ( (bits 
o.  ( A  |`  J ) )  e.  H  ->  ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) )  e.  ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i 
Fin ) )
3227, 31syl 17 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) )  e.  ( ~P ( J  X.  NN0 )  i^i 
Fin ) )
3326, 32sseldi 3601 . . . 4  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) )  e.  Fin )
34 imafi 8259 . . . 4  |-  ( ( Fun  F  /\  ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) )  e.  Fin )  ->  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )  e.  Fin )
3525, 33, 34sylancr 695 . . 3  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( F " ( M `  (bits  o.  ( A  |`  J ) ) ) )  e. 
Fin )
3623, 35eqeltrd 2701 . 2  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" { 1 } )  e.  Fin )
371, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10eulerpartgbij 30434 . . . . . . . 8  |-  G :
( T  i^i  R
)
-1-1-onto-> ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i  R )
38 f1of 6137 . . . . . . . 8  |-  ( G : ( T  i^i  R ) -1-1-onto-> ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i  R )  ->  G : ( T  i^i  R ) --> ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i  R ) )
3937, 38ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  G :
( T  i^i  R
) --> ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i 
R )
4039ffvelrni 6358 . . . . . 6  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( G `  A )  e.  ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i  R ) )
41 elin 3796 . . . . . . 7  |-  ( ( G `  A )  e.  ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i 
R )  <->  ( ( G `  A )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  /\  ( G `  A )  e.  R
) )
4241simplbi 476 . . . . . 6  |-  ( ( G `  A )  e.  ( ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  i^i 
R )  ->  ( G `  A )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  NN ) )
43 elmapi 7879 . . . . . 6  |-  ( ( G `  A )  e.  ( { 0 ,  1 }  ^m  NN )  ->  ( G `
 A ) : NN --> { 0 ,  1 } )
4440, 42, 433syl 18 . . . . 5  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( G `  A ) : NN --> { 0 ,  1 } )
45 ffun 6048 . . . . 5  |-  ( ( G `  A ) : NN --> { 0 ,  1 }  ->  Fun  ( G `  A
) )
4644, 45syl 17 . . . 4  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  Fun  ( G `
 A ) )
47 ssv 3625 . . . . 5  |-  NN0  C_  _V
48 dfn2 11305 . . . . . 6  |-  NN  =  ( NN0  \  { 0 } )
49 ssdif 3745 . . . . . 6  |-  ( NN0  C_  _V  ->  ( NN0  \  { 0 } ) 
C_  ( _V  \  { 0 } ) )
5048, 49syl5eqss 3649 . . . . 5  |-  ( NN0  C_  _V  ->  NN  C_  ( _V  \  { 0 } ) )
5147, 50ax-mp 5 . . . 4  |-  NN  C_  ( _V  \  { 0 } )
52 sspreima 29447 . . . 4  |-  ( ( Fun  ( G `  A )  /\  NN  C_  ( _V  \  {
0 } ) )  ->  ( `' ( G `  A )
" NN )  C_  ( `' ( G `  A ) " ( _V  \  { 0 } ) ) )
5346, 51, 52sylancl 694 . . 3  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" NN )  C_  ( `' ( G `  A ) " ( _V  \  { 0 } ) ) )
54 fvex 6201 . . . . 5  |-  ( G `
 A )  e. 
_V
55 0nn0 11307 . . . . 5  |-  0  e.  NN0
56 suppimacnv 7306 . . . . 5  |-  ( ( ( G `  A
)  e.  _V  /\  0  e.  NN0 )  -> 
( ( G `  A ) supp  0 )  =  ( `' ( G `  A )
" ( _V  \  { 0 } ) ) )
5754, 55, 56mp2an 708 . . . 4  |-  ( ( G `  A ) supp  0 )  =  ( `' ( G `  A ) " ( _V  \  { 0 } ) )
58 0ne1 11088 . . . . . . . . 9  |-  0  =/=  1
59 difprsn1 4330 . . . . . . . . 9  |-  ( 0  =/=  1  ->  ( { 0 ,  1 }  \  { 0 } )  =  {
1 } )
6058, 59ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ( { 0 ,  1 } 
\  { 0 } )  =  { 1 }
6160eqcomi 2631 . . . . . . 7  |-  { 1 }  =  ( { 0 ,  1 } 
\  { 0 } )
6261ffs2 29503 . . . . . 6  |-  ( ( NN  e.  _V  /\  0  e.  NN0  /\  ( G `  A ) : NN --> { 0 ,  1 } )  -> 
( ( G `  A ) supp  0 )  =  ( `' ( G `  A )
" { 1 } ) )
6314, 55, 62mp3an12 1414 . . . . 5  |-  ( ( G `  A ) : NN --> { 0 ,  1 }  ->  ( ( G `  A
) supp  0 )  =  ( `' ( G `
 A ) " { 1 } ) )
6444, 63syl 17 . . . 4  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( ( G `  A ) supp  0 )  =  ( `' ( G `  A ) " {
1 } ) )
6557, 64syl5eqr 2670 . . 3  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" ( _V  \  { 0 } ) )  =  ( `' ( G `  A
) " { 1 } ) )
6653, 65sseqtrd 3641 . 2  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" NN )  C_  ( `' ( G `  A ) " {
1 } ) )
67 ssfi 8180 . 2  |-  ( ( ( `' ( G `
 A ) " { 1 } )  e.  Fin  /\  ( `' ( G `  A ) " NN )  C_  ( `' ( G `  A )
" { 1 } ) )  ->  ( `' ( G `  A ) " NN )  e.  Fin )
6836, 66, 67syl2anc 693 1  |-  ( A  e.  ( T  i^i  R )  ->  ( `' ( G `  A )
" NN )  e. 
Fin )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 384    = wceq 1483    e. wcel 1990   {cab 2608    =/= wne 2794   A.wral 2912   {crab 2916   _Vcvv 3200    \ cdif 3571    i^i cin 3573    C_ wss 3574   (/)c0 3915   ~Pcpw 4158   {csn 4177   {cpr 4179   class class class wbr 4653   {copab 4712    |-> cmpt 4729    X. cxp 5112   `'ccnv 5113   ran crn 5115    |` cres 5116   "cima 5117    o. ccom 5118   Fun wfun 5882   -->wf 5884   -1-1-onto->wf1o 5887   ` cfv 5888  (class class class)co 6650    |-> cmpt2 6652   supp csupp 7295    ^m cmap 7857   Fincfn 7955   0cc0 9936   1c1 9937    x. cmul 9941    <_ cle 10075   NNcn 11020   2c2 11070   NN0cn0 11292   ^cexp 12860   sum_csu 14416    || cdvds 14983  bitscbits 15141  𝟭cind 30072
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-inf2 8538  ax-ac2 9285  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013  ax-pre-sup 10014
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-fal 1489  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rmo 2920  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-int 4476  df-iun 4522  df-disj 4621  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-se 5074  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-isom 5897  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-1o 7560  df-2o 7561  df-oadd 7564  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-fsupp 8276  df-sup 8348  df-inf 8349  df-oi 8415  df-card 8765  df-acn 8768  df-ac 8939  df-cda 8990  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-div 10685  df-nn 11021  df-2 11079  df-3 11080  df-n0 11293  df-xnn0 11364  df-z 11378  df-uz 11688  df-rp 11833  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-fl 12593  df-mod 12669  df-seq 12802  df-exp 12861  df-hash 13118  df-cj 13839  df-re 13840  df-im 13841  df-sqrt 13975  df-abs 13976  df-clim 14219  df-sum 14417  df-dvds 14984  df-bits 15144  df-ind 30073
This theorem is referenced by:  eulerpartlemgs2  30442
  Copyright terms: Public domain W3C validator