Theorem fidcenumlemr 6851

Description: Lemma for fidcenum 6852. Reverse direction (put into deduction form). (Contributed by Jim Kingdon, 19-Oct-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
fidcenumlemr.dc	|- ( ph -> A. x e. A A. y e. A DECID x = y )
fidcenumlemr.f	|- ( ph -> F : N -onto-> A )
fidcenumlemr.n	|- ( ph -> N e. om )

Assertion

Ref	Expression
fidcenumlemr	|- ( ph -> A e. Fin )

Distinct variable groups:   x, A, y   x, F, y

Allowed substitution hints:   ph( x, y)   N( x, y)

Proof of Theorem fidcenumlemr

Dummy variables k w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fidcenumlemr.f	. . 3 |- ( ph -> F : N -onto-> A )
2		foima 5358	. . 3 |- ( F : N -onto-> A -> ( F " N ) = A )
3	1, 2	syl 14	. 2 |- ( ph -> ( F " N ) = A )
4		ssid 3122	. . 3 |- N C_ N
5		fidcenumlemr.n	. . . . 5 |- ( ph -> N e. om )
6	5	adantr 274	. . . 4 |- ( ( ph /\ N C_ N ) -> N e. om )
7		sseq1 3125	. . . . . . 7 |- ( w = (/) -> ( w C_ N <-> (/) C_ N ) )
8	7	anbi2d 460	. . . . . 6 |- ( w = (/) -> ( ( ph /\ w C_ N ) <-> ( ph /\ (/) C_ N ) ) )
9		imaeq2 4885	. . . . . . 7 |- ( w = (/) -> ( F " w ) = ( F " (/) ) )
10	9	eleq1d 2209	. . . . . 6 |- ( w = (/) -> ( ( F " w ) e. Fin <-> ( F " (/) ) e. Fin ) )
11	8, 10	imbi12d 233	. . . . 5 |- ( w = (/) -> ( ( ( ph /\ w C_ N ) -> ( F " w ) e. Fin ) <-> ( ( ph /\ (/) C_ N ) -> ( F " (/) ) e. Fin ) ) )
12		sseq1 3125	. . . . . . 7 |- ( w = k -> ( w C_ N <-> k C_ N ) )
13	12	anbi2d 460	. . . . . 6 |- ( w = k -> ( ( ph /\ w C_ N ) <-> ( ph /\ k C_ N ) ) )
14		imaeq2 4885	. . . . . . 7 |- ( w = k -> ( F " w ) = ( F " k ) )
15	14	eleq1d 2209	. . . . . 6 |- ( w = k -> ( ( F " w ) e. Fin <-> ( F " k ) e. Fin ) )
16	13, 15	imbi12d 233	. . . . 5 |- ( w = k -> ( ( ( ph /\ w C_ N ) -> ( F " w ) e. Fin ) <-> ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) )
17		sseq1 3125	. . . . . . 7 |- ( w = suc k -> ( w C_ N <-> suc k C_ N ) )
18	17	anbi2d 460	. . . . . 6 |- ( w = suc k -> ( ( ph /\ w C_ N ) <-> ( ph /\ suc k C_ N ) ) )
19		imaeq2 4885	. . . . . . 7 |- ( w = suc k -> ( F " w ) = ( F " suc k ) )
20	19	eleq1d 2209	. . . . . 6 |- ( w = suc k -> ( ( F " w ) e. Fin <-> ( F " suc k ) e. Fin ) )
21	18, 20	imbi12d 233	. . . . 5 |- ( w = suc k -> ( ( ( ph /\ w C_ N ) -> ( F " w ) e. Fin ) <-> ( ( ph /\ suc k C_ N ) -> ( F " suc k ) e. Fin ) ) )
22		sseq1 3125	. . . . . . 7 |- ( w = N -> ( w C_ N <-> N C_ N ) )
23	22	anbi2d 460	. . . . . 6 |- ( w = N -> ( ( ph /\ w C_ N ) <-> ( ph /\ N C_ N ) ) )
24		imaeq2 4885	. . . . . . 7 |- ( w = N -> ( F " w ) = ( F " N ) )
25	24	eleq1d 2209	. . . . . 6 |- ( w = N -> ( ( F " w ) e. Fin <-> ( F " N ) e. Fin ) )
26	23, 25	imbi12d 233	. . . . 5 |- ( w = N -> ( ( ( ph /\ w C_ N ) -> ( F " w ) e. Fin ) <-> ( ( ph /\ N C_ N ) -> ( F " N ) e. Fin ) ) )
27		ima0 4906	. . . . . . 7 |- ( F " (/) ) = (/)
28		0fin 6786	. . . . . . 7 |- (/) e. Fin
29	27, 28	eqeltri 2213	. . . . . 6 |- ( F " (/) ) e. Fin
30	29	a1i 9	. . . . 5 |- ( ( ph /\ (/) C_ N ) -> ( F " (/) ) e. Fin )
31		simprl 521	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ph )
32		fofn 5355	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( F : N -onto-> A -> F Fn N )
33	1, 32	syl 14	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ph -> F Fn N )
34	31, 33	syl 14	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> F Fn N )
35		simprr 522	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> suc k C_ N )
36		vex 2692	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- k e. _V
37	36	sucid 4347	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- k e. suc k
38	37	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> k e. suc k )
39	35, 38	sseldd 3103	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> k e. N )
40		fnsnfv 5488	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( F Fn N /\ k e. N ) -> { ( F ` k ) } = ( F " { k } ) )
41	34, 39, 40	syl2anc 409	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> { ( F ` k ) } = ( F " { k } ) )
42	41	uneq2d 3235	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( ( F " k ) u. ( F " { k } ) ) )
43		df-suc 4301	. . . . . . . . . . . . 13 |- suc k = ( k u. { k } )
44	43	imaeq2i 4887	. . . . . . . . . . . 12 |- ( F " suc k ) = ( F " ( k u. { k } ) )
45		imaundi 4959	. . . . . . . . . . . 12 |- ( F " ( k u. { k } ) ) = ( ( F " k ) u. ( F " { k } ) )
46	44, 45	eqtri 2161	. . . . . . . . . . 11 |- ( F " suc k ) = ( ( F " k ) u. ( F " { k } ) )
47	42, 46	eqtr4di 2191	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( F " suc k ) )
48	47	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( F " suc k ) )
49		simpr 109	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F ` k ) e. ( F " k ) )
50	49	snssd 3673	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> { ( F ` k ) } C_ ( F " k ) )
51		ssequn2 3254	. . . . . . . . . 10 |- ( { ( F ` k ) } C_ ( F " k ) <-> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( F " k ) )
52	50, 51	sylib 121	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( F " k ) )
53	48, 52	eqtr3d 2175	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F " suc k ) = ( F " k ) )
54		sssucid 4345	. . . . . . . . . . . 12 |- k C_ suc k
55		sstr 3110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( k C_ suc k /\ suc k C_ N ) -> k C_ N )
56	54, 55	mpan 421	. . . . . . . . . . 11 |- ( suc k C_ N -> k C_ N )
57	56	ad2antll 483	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> k C_ N )
58		simplr 520	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) )
59	31, 57, 58	mp2and 430	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( F " k ) e. Fin )
60	59	adantr 274	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F " k ) e. Fin )
61	53, 60	eqeltrd 2217	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F " suc k ) e. Fin )
62	47	adantr 274	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) = ( F " suc k ) )
63	59	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F " k ) e. Fin )
64	31, 1	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> F : N -onto-> A )
65		fof 5353	. . . . . . . . . . . 12 |- ( F : N -onto-> A -> F : N --> A )
66	64, 65	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> F : N --> A )
67	66, 39	ffvelrnd 5564	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( F ` k ) e. A )
68	67	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F ` k ) e. A )
69		simpr 109	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> -. ( F ` k ) e. ( F " k ) )
70		unsnfi 6815	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( F " k ) e. Fin /\ ( F ` k ) e. A /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) e. Fin )
71	63, 68, 69, 70	syl3anc 1217	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( ( F " k ) u. { ( F ` k ) } ) e. Fin )
72	62, 71	eqeltrrd 2218	. . . . . . 7 |- ( ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) /\ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) -> ( F " suc k ) e. Fin )
73		fidcenumlemr.dc	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> A. x e. A A. y e. A DECID x = y )
74	31, 73	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> A. x e. A A. y e. A DECID x = y )
75		simpll 519	. . . . . . . 8 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> k e. om )
76	74, 64, 75, 57, 67	fidcenumlemrk 6850	. . . . . . 7 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( ( F ` k ) e. ( F " k ) \/ -. ( F ` k ) e. ( F " k ) ) )
77	61, 72, 76	mpjaodan 788	. . . . . 6 |- ( ( ( k e. om /\ ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) ) /\ ( ph /\ suc k C_ N ) ) -> ( F " suc k ) e. Fin )
78	77	exp31 362	. . . . 5 |- ( k e. om -> ( ( ( ph /\ k C_ N ) -> ( F " k ) e. Fin ) -> ( ( ph /\ suc k C_ N ) -> ( F " suc k ) e. Fin ) ) )
79	11, 16, 21, 26, 30, 78	finds 4522	. . . 4 |- ( N e. om -> ( ( ph /\ N C_ N ) -> ( F " N ) e. Fin ) )
80	6, 79	mpcom 36	. . 3 |- ( ( ph /\ N C_ N ) -> ( F " N ) e. Fin )
81	4, 80	mpan2 422	. 2 |- ( ph -> ( F " N ) e. Fin )
82	3, 81	eqeltrrd 2218	1 |- ( ph -> A e. Fin )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 103  DECID wdc 820   = wceq 1332   e. wcel 1481   A.wral 2417   u. cun 3074   C_ wss 3076   (/)c0 3368   {csn 3532   suc csuc 4295   omcom 4512   "cima 4550   Fn wfn 5126   -->wf 5127   -onto->wfo 5129   ` cfv 5131   Fincfn 6642

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-ral 2422  df-rex 2423  df-v 2691  df-sbc 2914  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-br 3938  df-opab 3998  df-tr 4035  df-id 4223  df-iord 4296  df-on 4298  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-1o 6321  df-er 6437  df-en 6643  df-fin 6645

This theorem is referenced by:  fidcenum  6852