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

Theorem rpnnen 14795
 Description: The cardinality of the continuum is the same as the powerset of ω. This is a stronger statement than ruc 14811, which only asserts that ℝ is uncountable, i.e. has a cardinality larger than ω. The main proof is in two parts, rpnnen1 11696 and rpnnen2 14794, each showing an injection in one direction, and this last part uses sbth 7965 to prove that the sets are equinumerous. By constructing explicit injections, we avoid the use of AC. (Contributed by Mario Carneiro, 13-May-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Aug-2014.)
Assertion
Ref Expression
rpnnen ℝ ≈ 𝒫 ℕ

Proof of Theorem rpnnen
StepHypRef Expression
1 nnex 10903 . . . 4 ℕ ∈ V
2 qex 11676 . . . 4 ℚ ∈ V
31, 2rpnnen1 11696 . . 3 ℝ ≼ (ℚ ↑𝑚 ℕ)
4 qnnen 14781 . . . . . . 7 ℚ ≈ ℕ
51canth2 7998 . . . . . . 7 ℕ ≺ 𝒫 ℕ
6 ensdomtr 7981 . . . . . . 7 ((ℚ ≈ ℕ ∧ ℕ ≺ 𝒫 ℕ) → ℚ ≺ 𝒫 ℕ)
74, 5, 6mp2an 704 . . . . . 6 ℚ ≺ 𝒫 ℕ
8 sdomdom 7869 . . . . . 6 (ℚ ≺ 𝒫 ℕ → ℚ ≼ 𝒫 ℕ)
9 mapdom1 8010 . . . . . 6 (ℚ ≼ 𝒫 ℕ → (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ))
107, 8, 9mp2b 10 . . . . 5 (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ)
111pw2en 7952 . . . . . 6 𝒫 ℕ ≈ (2𝑜𝑚 ℕ)
121enref 7874 . . . . . 6 ℕ ≈ ℕ
13 mapen 8009 . . . . . 6 ((𝒫 ℕ ≈ (2𝑜𝑚 ℕ) ∧ ℕ ≈ ℕ) → (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ) ≈ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ))
1411, 12, 13mp2an 704 . . . . 5 (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ) ≈ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ)
15 domentr 7901 . . . . 5 (((ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ) ∧ (𝒫 ℕ ↑𝑚 ℕ) ≈ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ)) → (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ))
1610, 14, 15mp2an 704 . . . 4 (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ)
17 2onn 7607 . . . . . . 7 2𝑜 ∈ ω
18 mapxpen 8011 . . . . . . 7 ((2𝑜 ∈ ω ∧ ℕ ∈ V ∧ ℕ ∈ V) → ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ≈ (2𝑜𝑚 (ℕ × ℕ)))
1917, 1, 1, 18mp3an 1416 . . . . . 6 ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ≈ (2𝑜𝑚 (ℕ × ℕ))
2017elexi 3186 . . . . . . . 8 2𝑜 ∈ V
2120enref 7874 . . . . . . 7 2𝑜 ≈ 2𝑜
22 xpnnen 14778 . . . . . . 7 (ℕ × ℕ) ≈ ℕ
23 mapen 8009 . . . . . . 7 ((2𝑜 ≈ 2𝑜 ∧ (ℕ × ℕ) ≈ ℕ) → (2𝑜𝑚 (ℕ × ℕ)) ≈ (2𝑜𝑚 ℕ))
2421, 22, 23mp2an 704 . . . . . 6 (2𝑜𝑚 (ℕ × ℕ)) ≈ (2𝑜𝑚 ℕ)
2519, 24entri 7896 . . . . 5 ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ≈ (2𝑜𝑚 ℕ)
2625, 11entr4i 7899 . . . 4 ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ≈ 𝒫 ℕ
27 domentr 7901 . . . 4 (((ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ∧ ((2𝑜𝑚 ℕ) ↑𝑚 ℕ) ≈ 𝒫 ℕ) → (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ 𝒫 ℕ)
2816, 26, 27mp2an 704 . . 3 (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ 𝒫 ℕ
29 domtr 7895 . . 3 ((ℝ ≼ (ℚ ↑𝑚 ℕ) ∧ (ℚ ↑𝑚 ℕ) ≼ 𝒫 ℕ) → ℝ ≼ 𝒫 ℕ)
303, 28, 29mp2an 704 . 2 ℝ ≼ 𝒫 ℕ
31 rpnnen2 14794 . . 3 𝒫 ℕ ≼ (0[,]1)
32 reex 9906 . . . 4 ℝ ∈ V
33 unitssre 12190 . . . 4 (0[,]1) ⊆ ℝ
34 ssdomg 7887 . . . 4 (ℝ ∈ V → ((0[,]1) ⊆ ℝ → (0[,]1) ≼ ℝ))
3532, 33, 34mp2 9 . . 3 (0[,]1) ≼ ℝ
36 domtr 7895 . . 3 ((𝒫 ℕ ≼ (0[,]1) ∧ (0[,]1) ≼ ℝ) → 𝒫 ℕ ≼ ℝ)
3731, 35, 36mp2an 704 . 2 𝒫 ℕ ≼ ℝ
38 sbth 7965 . 2 ((ℝ ≼ 𝒫 ℕ ∧ 𝒫 ℕ ≼ ℝ) → ℝ ≈ 𝒫 ℕ)
3930, 37, 38mp2an 704 1 ℝ ≈ 𝒫 ℕ
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   ∈ wcel 1977  Vcvv 3173   ⊆ wss 3540  𝒫 cpw 4108   class class class wbr 4583   × cxp 5036  (class class class)co 6549  ωcom 6957  2𝑜c2o 7441   ↑𝑚 cmap 7744   ≈ cen 7838   ≼ cdom 7839   ≺ csdm 7840  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816  ℕcn 10897  ℚcq 11664  [,]cicc 12049 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-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  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-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  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-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  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-pred 5597  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-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-omul 7452  df-er 7629  df-map 7746  df-pm 7747  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-acn 8651  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265 This theorem is referenced by:  rexpen  14796  cpnnen  14797  rucALT  14798  cnso  14815  2ndcredom  21063  opnreen  22442
 Copyright terms: Public domain W3C validator