MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fin23lem23 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fin23lem23 9031
Description: Lemma for fin23lem22 9032. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Nov-2014.)
Assertion
Ref Expression
fin23lem23 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
Distinct variable group:   𝑖,𝑗,𝑆

Proof of Theorem fin23lem23
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fin23lem26 9030 . 2 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
2 ensym 7891 . . . . . 6 ((𝑎𝑆) ≈ 𝑖𝑖 ≈ (𝑎𝑆))
3 entr 7894 . . . . . 6 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖𝑖 ≈ (𝑎𝑆)) → (𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆))
42, 3sylan2 490 . . . . 5 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → (𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆))
5 simpl 472 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑆 ⊆ ω)
6 simprl 790 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑗𝑆)
75, 6sseldd 3569 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑗 ∈ ω)
8 nnfi 8038 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ω → 𝑗 ∈ Fin)
9 inss1 3795 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑆) ⊆ 𝑗
10 ssfi 8065 . . . . . . . . 9 ((𝑗 ∈ Fin ∧ (𝑗𝑆) ⊆ 𝑗) → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
118, 9, 10sylancl 693 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ω → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
127, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
13 simprr 792 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑎𝑆)
145, 13sseldd 3569 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑎 ∈ ω)
15 nnfi 8038 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ω → 𝑎 ∈ Fin)
16 inss1 3795 . . . . . . . . 9 (𝑎𝑆) ⊆ 𝑎
17 ssfi 8065 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ Fin ∧ (𝑎𝑆) ⊆ 𝑎) → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
1815, 16, 17sylancl 693 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ω → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
1914, 18syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
20 nnord 6965 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ω → Ord 𝑗)
21 nnord 6965 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ ω → Ord 𝑎)
22 ordtri2or2 5740 . . . . . . . . . 10 ((Ord 𝑗 ∧ Ord 𝑎) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
2320, 21, 22syl2an 493 . . . . . . . . 9 ((𝑗 ∈ ω ∧ 𝑎 ∈ ω) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
247, 14, 23syl2anc 691 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
25 ssrin 3800 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑎 → (𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆))
26 ssrin 3800 . . . . . . . . 9 (𝑎𝑗 → (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆))
2725, 26orim12i 537 . . . . . . . 8 ((𝑗𝑎𝑎𝑗) → ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆)))
2824, 27syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆)))
29 fin23lem25 9029 . . . . . . 7 (((𝑗𝑆) ∈ Fin ∧ (𝑎𝑆) ∈ Fin ∧ ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆))) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆)))
3012, 19, 28, 29syl3anc 1318 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆)))
31 ordom 6966 . . . . . . 7 Ord ω
32 fin23lem24 9027 . . . . . . 7 (((Ord ω ∧ 𝑆 ⊆ ω) ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) = (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
3331, 32mpanl1 712 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) = (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
3430, 33bitrd 267 . . . . 5 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
354, 34syl5ib 233 . . . 4 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
3635ralrimivva 2954 . . 3 (𝑆 ⊆ ω → ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
3736ad2antrr 758 . 2 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
38 ineq1 3769 . . . 4 (𝑗 = 𝑎 → (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆))
3938breq1d 4593 . . 3 (𝑗 = 𝑎 → ((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ↔ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖))
4039reu4 3367 . 2 (∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ↔ (∃𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎)))
411, 37, 40sylanbrc 695 1 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 195  wo 382  wa 383   = wceq 1475  wcel 1977  wral 2896  wrex 2897  ∃!wreu 2898  cin 3539  wss 3540   class class class wbr 4583  Ord word 5639  ωcom 6957  cen 7838  Fincfn 7841
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-br 4584  df-opab 4644  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-om 6958  df-1o 7447  df-er 7629  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845
This theorem is referenced by:  fin23lem22  9032  fin23lem27  9033
  Copyright terms: Public domain W3C validator