Theorem ramtcl2 15715

Description: The Ramsey number is an integer iff there is a number with the Ramsey number property. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Apr-2015.) (Revised by AV, 14-Sep-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
ramval.c	⊢ 𝐶 = (𝑎 ∈ V, 𝑖 ∈ ℕ0 ↦ {𝑏 ∈ 𝒫 𝑎 ∣ (#‘𝑏) = 𝑖})
ramval.t	⊢ 𝑇 = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ ∀𝑠(𝑛 ≤ (#‘𝑠) → ∀𝑓 ∈ (𝑅 ↑𝑚 (𝑠𝐶𝑀))∃𝑐 ∈ 𝑅 ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑠((𝐹‘𝑐) ≤ (#‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝑓 “ {𝑐})))}

Assertion

Ref	Expression
ramtcl2	⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0 ↔ 𝑇 ≠ ∅))

Distinct variable groups:   𝑓,𝑐,𝑥,𝐶   𝑛,𝑐,𝑠,𝐹,𝑓,𝑥   𝑎,𝑏,𝑐,𝑓,𝑖,𝑛,𝑠,𝑥,𝑀   𝑅,𝑐,𝑓,𝑛,𝑠,𝑥   𝑉,𝑐,𝑓,𝑛,𝑠,𝑥

Allowed substitution hints:   𝐶(𝑖,𝑛,𝑠,𝑎,𝑏)   𝑅(𝑖,𝑎,𝑏)   𝑇(𝑥,𝑓,𝑖,𝑛,𝑠,𝑎,𝑏,𝑐)   𝐹(𝑖,𝑎,𝑏)   𝑉(𝑖,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem ramtcl2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ramval.c	. . . . 5 ⊢ 𝐶 = (𝑎 ∈ V, 𝑖 ∈ ℕ0 ↦ {𝑏 ∈ 𝒫 𝑎 ∣ (#‘𝑏) = 𝑖})
2		ramval.t	. . . . 5 ⊢ 𝑇 = {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ ∀𝑠(𝑛 ≤ (#‘𝑠) → ∀𝑓 ∈ (𝑅 ↑𝑚 (𝑠𝐶𝑀))∃𝑐 ∈ 𝑅 ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑠((𝐹‘𝑐) ≤ (#‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝑓 “ {𝑐})))}
3	1, 2	ramcl2lem 15713	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → (𝑀 Ramsey 𝐹) = if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )))
4	3	eleq1d 2686	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0 ↔ if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) ∈ ℕ0))
5		pnfnre 10081	. . . . . 6 ⊢ +∞ ∉ ℝ
6	5	neli 2899	. . . . 5 ⊢ ¬ +∞ ∈ ℝ
7		iftrue 4092	. . . . . . 7 ⊢ (𝑇 = ∅ → if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) = +∞)
8	7	eleq1d 2686	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 = ∅ → (if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) ∈ ℕ0 ↔ +∞ ∈ ℕ0))
9		nn0re 11301	. . . . . 6 ⊢ (+∞ ∈ ℕ0 → +∞ ∈ ℝ)
10	8, 9	syl6bi 243	. . . . 5 ⊢ (𝑇 = ∅ → (if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) ∈ ℕ0 → +∞ ∈ ℝ))
11	6, 10	mtoi 190	. . . 4 ⊢ (𝑇 = ∅ → ¬ if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) ∈ ℕ0)
12	11	necon2ai 2823	. . 3 ⊢ (if(𝑇 = ∅, +∞, inf(𝑇, ℝ, < )) ∈ ℕ0 → 𝑇 ≠ ∅)
13	4, 12	syl6bi 243	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0 → 𝑇 ≠ ∅))
14	1, 2	ramtcl 15714	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ 𝑇 ↔ 𝑇 ≠ ∅))
15		ssrab2 3687	. . . . 5 ⊢ {𝑛 ∈ ℕ0 ∣ ∀𝑠(𝑛 ≤ (#‘𝑠) → ∀𝑓 ∈ (𝑅 ↑𝑚 (𝑠𝐶𝑀))∃𝑐 ∈ 𝑅 ∃𝑥 ∈ 𝒫 𝑠((𝐹‘𝑐) ≤ (#‘𝑥) ∧ (𝑥𝐶𝑀) ⊆ (◡𝑓 “ {𝑐})))} ⊆ ℕ0
16	2, 15	eqsstri 3635	. . . 4 ⊢ 𝑇 ⊆ ℕ0
17	16	sseli 3599	. . 3 ⊢ ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ 𝑇 → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0)
18	14, 17	syl6bir 244	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → (𝑇 ≠ ∅ → (𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0))
19	13, 18	impbid 202	1 ⊢ ((𝑀 ∈ ℕ0 ∧ 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹:𝑅⟶ℕ0) → ((𝑀 Ramsey 𝐹) ∈ ℕ0 ↔ 𝑇 ≠ ∅))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037  ∀wal 1481   = wceq 1483   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  ∀wral 2912  ∃wrex 2913  {crab 2916  Vcvv 3200   ⊆ wss 3574  ∅c0 3915  ifcif 4086  𝒫 cpw 4158  {csn 4177   class class class wbr 4653  ^◡ccnv 5113   “ cima 5117  ⟶wf 5884  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ↦ cmpt2 6652   ↑_𝑚 cmap 7857  infcinf 8347  ℝcr 9935  +∞cpnf 10071   < clt 10074   ≤ cle 10075  ℕ₀cn0 11292  #chash 13117   Ramsey cram 15703

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-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

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  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-iun 4522  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-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-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-sup 8348  df-inf 8349  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-ram 15705

This theorem is referenced by:  rami  15719  ramcl2  15720  ramsey  15734