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Theorem rami 13375
Description: The defining property of a Ramsey number. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
rami.c  |-  C  =  ( a  e.  _V ,  i  e.  NN0  |->  { b  e.  ~P a  |  ( # `  b
)  =  i } )
rami.m  |-  ( ph  ->  M  e.  NN0 )
rami.r  |-  ( ph  ->  R  e.  V )
rami.f  |-  ( ph  ->  F : R --> NN0 )
rami.x  |-  ( ph  ->  ( M Ramsey  F )  e.  NN0 )
rami.s  |-  ( ph  ->  S  e.  W )
rami.l  |-  ( ph  ->  ( M Ramsey  F )  <_  ( # `  S
) )
rami.g  |-  ( ph  ->  G : ( S C M ) --> R )
Assertion
Ref Expression
rami  |-  ( ph  ->  E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) )
Distinct variable groups:    x, c, C    G, c, x    ph, c, x    S, c, x    F, c, x    a, b, c, i, x, M    R, c, x    V, c, x
Allowed substitution hints:    ph( i, a, b)    C( i, a, b)    R( i, a, b)    S( i, a, b)    F( i, a, b)    G( i, a, b)    V( i, a, b)    W( x, i, a, b, c)

Proof of Theorem rami
Dummy variables  f  n  s are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rami.g . . 3  |-  ( ph  ->  G : ( S C M ) --> R )
2 rami.r . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e.  V )
3 ovex 6098 . . . 4  |-  ( S C M )  e. 
_V
4 elmapg 7023 . . . 4  |-  ( ( R  e.  V  /\  ( S C M )  e.  _V )  -> 
( G  e.  ( R  ^m  ( S C M ) )  <-> 
G : ( S C M ) --> R ) )
52, 3, 4sylancl 644 . . 3  |-  ( ph  ->  ( G  e.  ( R  ^m  ( S C M ) )  <-> 
G : ( S C M ) --> R ) )
61, 5mpbird 224 . 2  |-  ( ph  ->  G  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) )
7 rami.s . . 3  |-  ( ph  ->  S  e.  W )
8 rami.x . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( M Ramsey  F )  e.  NN0 )
9 rami.m . . . . . 6  |-  ( ph  ->  M  e.  NN0 )
10 rami.f . . . . . 6  |-  ( ph  ->  F : R --> NN0 )
11 rami.c . . . . . . . 8  |-  C  =  ( a  e.  _V ,  i  e.  NN0  |->  { b  e.  ~P a  |  ( # `  b
)  =  i } )
12 eqid 2435 . . . . . . . 8  |-  { n  e.  NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) }  =  { n  e. 
NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) }
1311, 12ramtcl2 13371 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  R  e.  V  /\  F : R --> NN0 )  ->  ( ( M Ramsey  F
)  e.  NN0  <->  { n  e.  NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) }  =/=  (/) ) )
1411, 12ramtcl 13370 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  R  e.  V  /\  F : R --> NN0 )  ->  ( ( M Ramsey  F
)  e.  { n  e.  NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) }  <->  { n  e.  NN0  | 
A. s ( n  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) }  =/=  (/) ) )
1513, 14bitr4d 248 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  R  e.  V  /\  F : R --> NN0 )  ->  ( ( M Ramsey  F
)  e.  NN0  <->  ( M Ramsey  F )  e.  { n  e.  NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) } ) )
169, 2, 10, 15syl3anc 1184 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( M Ramsey  F
)  e.  NN0  <->  ( M Ramsey  F )  e.  { n  e.  NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) } ) )
178, 16mpbid 202 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( M Ramsey  F )  e.  { n  e. 
NN0  |  A. s
( n  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) } )
18 breq1 4207 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  ( M Ramsey  F
)  ->  ( n  <_  ( # `  s
)  <->  ( M Ramsey  F
)  <_  ( # `  s
) ) )
1918imbi1d 309 . . . . . . 7  |-  ( n  =  ( M Ramsey  F
)  ->  ( (
n  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) )  <->  ( ( M Ramsey  F )  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) ) )
2019albidv 1635 . . . . . 6  |-  ( n  =  ( M Ramsey  F
)  ->  ( A. s ( n  <_ 
( # `  s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) )  <->  A. s ( ( M Ramsey  F )  <_ 
( # `  s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) ) )
2120elrab 3084 . . . . 5  |-  ( ( M Ramsey  F )  e. 
{ n  e.  NN0  | 
A. s ( n  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) }  <->  ( ( M Ramsey  F )  e.  NN0  /\ 
A. s ( ( M Ramsey  F )  <_ 
( # `  s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) ) )
2221simprbi 451 . . . 4  |-  ( ( M Ramsey  F )  e. 
{ n  e.  NN0  | 
A. s ( n  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) }  ->  A. s
( ( M Ramsey  F
)  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) )
2317, 22syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  A. s ( ( M Ramsey  F )  <_ 
( # `  s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) )
24 rami.l . . 3  |-  ( ph  ->  ( M Ramsey  F )  <_  ( # `  S
) )
25 fveq2 5720 . . . . . 6  |-  ( s  =  S  ->  ( # `
 s )  =  ( # `  S
) )
2625breq2d 4216 . . . . 5  |-  ( s  =  S  ->  (
( M Ramsey  F )  <_  ( # `  s
)  <->  ( M Ramsey  F
)  <_  ( # `  S
) ) )
27 oveq1 6080 . . . . . . 7  |-  ( s  =  S  ->  (
s C M )  =  ( S C M ) )
2827oveq2d 6089 . . . . . 6  |-  ( s  =  S  ->  ( R  ^m  ( s C M ) )  =  ( R  ^m  ( S C M ) ) )
29 pweq 3794 . . . . . . . 8  |-  ( s  =  S  ->  ~P s  =  ~P S
)
3029rexeqdv 2903 . . . . . . 7  |-  ( s  =  S  ->  ( E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) )  <->  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) )
3130rexbidv 2718 . . . . . 6  |-  ( s  =  S  ->  ( E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) )  <->  E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) )
3228, 31raleqbidv 2908 . . . . 5  |-  ( s  =  S  ->  ( A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) )  <->  A. f  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) )
3326, 32imbi12d 312 . . . 4  |-  ( s  =  S  ->  (
( ( M Ramsey  F
)  <_  ( # `  s
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  (
s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e. 
~P  s ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) )  <->  ( ( M Ramsey  F )  <_  ( # `
 S )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) ) ) )
3433spcgv 3028 . . 3  |-  ( S  e.  W  ->  ( A. s ( ( M Ramsey  F )  <_  ( # `
 s )  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( s C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  s
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) ) )  -> 
( ( M Ramsey  F
)  <_  ( # `  S
)  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) ) ) )
357, 23, 24, 34syl3c 59 . 2  |-  ( ph  ->  A. f  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) ) )
36 cnveq 5038 . . . . . . 7  |-  ( f  =  G  ->  `' f  =  `' G
)
3736imaeq1d 5194 . . . . . 6  |-  ( f  =  G  ->  ( `' f " {
c } )  =  ( `' G " { c } ) )
3837sseq2d 3368 . . . . 5  |-  ( f  =  G  ->  (
( x C M )  C_  ( `' f " { c } )  <->  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) )
3938anbi2d 685 . . . 4  |-  ( f  =  G  ->  (
( ( F `  c )  <_  ( # `
 x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " { c } ) )  <->  ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) ) )
40392rexbidv 2740 . . 3  |-  ( f  =  G  ->  ( E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) )  <->  E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) ) )
4140rspcv 3040 . 2  |-  ( G  e.  ( R  ^m  ( S C M ) )  ->  ( A. f  e.  ( R  ^m  ( S C M ) ) E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `  c )  <_  ( # `  x
)  /\  ( x C M )  C_  ( `' f " {
c } ) )  ->  E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) ) )
426, 35, 41sylc 58 1  |-  ( ph  ->  E. c  e.  R  E. x  e.  ~P  S ( ( F `
 c )  <_ 
( # `  x )  /\  ( x C M )  C_  ( `' G " { c } ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   A.wal 1549    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2598   A.wral 2697   E.wrex 2698   {crab 2701   _Vcvv 2948    C_ wss 3312   (/)c0 3620   ~Pcpw 3791   {csn 3806   class class class wbr 4204   `'ccnv 4869   "cima 4873   -->wf 5442   ` cfv 5446  (class class class)co 6073    e. cmpt2 6075    ^m cmap 7010    <_ cle 9113   NN0cn0 10213   #chash 11610   Ramsey cram 13359
This theorem is referenced by:  ramlb  13379  ramub1lem2  13387
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-rep 4312  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693  ax-cnex 9038  ax-resscn 9039  ax-1cn 9040  ax-icn 9041  ax-addcl 9042  ax-addrcl 9043  ax-mulcl 9044  ax-mulrcl 9045  ax-mulcom 9046  ax-addass 9047  ax-mulass 9048  ax-distr 9049  ax-i2m1 9050  ax-1ne0 9051  ax-1rid 9052  ax-rnegex 9053  ax-rrecex 9054  ax-cnre 9055  ax-pre-lttri 9056  ax-pre-lttrn 9057  ax-pre-ltadd 9058  ax-pre-mulgt0 9059
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rmo 2705  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-1st 6341  df-2nd 6342  df-riota 6541  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-er 6897  df-map 7012  df-en 7102  df-dom 7103  df-sdom 7104  df-sup 7438  df-pnf 9114  df-mnf 9115  df-xr 9116  df-ltxr 9117  df-le 9118  df-sub 9285  df-neg 9286  df-nn 9993  df-n0 10214  df-z 10275  df-uz 10481  df-ram 13361
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