Theorem nninfdc 13024

Description: An unbounded decidable set of positive integers is infinite. (Contributed by Jim Kingdon, 23-Sep-2024.)

Assertion

Ref	Expression
nninfdc	|- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> om ~<_ A )

Distinct variable groups:   A, m, n   x, A

Proof of Theorem nninfdc

Dummy variables a b f i y z j are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnenom 10656	. . 3 |- NN ~~ om
2	1	ensymi 6934	. 2 |- om ~~ NN
3		breq1 4086	. . . . . . 7 |- ( m = 1 -> ( m < n <-> 1 < n ) )
4	3	rexbidv 2531	. . . . . 6 |- ( m = 1 -> ( E. n e. A m < n <-> E. n e. A 1 < n ) )
5		simp3 1023	. . . . . 6 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> A. m e. NN E. n e. A m < n )
6		1nn 9121	. . . . . . 7 |- 1 e. NN
7	6	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> 1 e. NN )
8	4, 5, 7	rspcdva 2912	. . . . 5 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> E. n e. A 1 < n )
9		breq2 4087	. . . . . 6 |- ( n = j -> ( 1 < n <-> 1 < j ) )
10	9	cbvrexv 2766	. . . . 5 |- ( E. n e. A 1 < n <-> E. j e. A 1 < j )
11	8, 10	sylib 122	. . . 4 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> E. j e. A 1 < j )
12		simpl1 1024	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> A C_ NN )
13		simpl2 1025	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> A. x e. NN DECID x e. A )
14		simpl3 1026	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> A. m e. NN E. n e. A m < n )
15		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> ( j e. A /\ 1 < j ) )
16		fvoveq1 6024	. . . . . . . . . 10 |- ( a = y -> ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) = ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) )
17	16	ineq2d 3405	. . . . . . . . 9 |- ( a = y -> ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) = ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) )
18	17	infeq1d 7179	. . . . . . . 8 |- ( a = y -> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) = inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) )
19		eqidd 2230	. . . . . . . 8 |- ( b = z -> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) = inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) )
20	18, 19	cbvmpov 6084	. . . . . . 7 |- ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) = ( y e. NN , z e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) )
21		seqeq2 10673	. . . . . . 7 |- ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) = ( y e. NN , z e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) ) -> seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) = seq 1 ( ( y e. NN , z e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) )
22	20, 21	ax-mp 5	. . . . . 6 |- seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) = seq 1 ( ( y e. NN , z e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) )
23	12, 13, 14, 15, 22	nninfdclemf1 13023	. . . . 5 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) : NN -1-1-> A )
24		seqex 10671	. . . . . 6 |- seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) e. _V
25		f1eq1 5526	. . . . . 6 |- ( f = seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) -> ( f : NN -1-1-> A <-> seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) : NN -1-1-> A ) )
26	24, 25	spcev 2898	. . . . 5 |- ( seq 1 ( ( a e. NN , b e. NN |-> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) ) , ( i e. NN |-> j ) ) : NN -1-1-> A -> E. f f : NN -1-1-> A )
27	23, 26	syl 14	. . . 4 |- ( ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) /\ ( j e. A /\ 1 < j ) ) -> E. f f : NN -1-1-> A )
28	11, 27	rexlimddv 2653	. . 3 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> E. f f : NN -1-1-> A )
29		nnex 9116	. . . . . 6 |- NN e. _V
30	29	ssex 4221	. . . . 5 |- ( A C_ NN -> A e. _V )
31	30	3ad2ant1 1042	. . . 4 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> A e. _V )
32		brdomg 6897	. . . 4 |- ( A e. _V -> ( NN ~<_ A <-> E. f f : NN -1-1-> A ) )
33	31, 32	syl 14	. . 3 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> ( NN ~<_ A <-> E. f f : NN -1-1-> A ) )
34	28, 33	mpbird 167	. 2 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> NN ~<_ A )
35		endomtr 6942	. 2 |- ( ( om ~~ NN /\ NN ~<_ A ) -> om ~<_ A )
36	2, 34, 35	sylancr 414	1 |- ( ( A C_ NN /\ A. x e. NN DECID x e. A /\ A. m e. NN E. n e. A m < n ) -> om ~<_ A )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105  DECID wdc 839   /\ w3a 1002   = wceq 1395   E.wex 1538   e. wcel 2200   A.wral 2508   E.wrex 2509   _Vcvv 2799   i^i cin 3196   C_ wss 3197   class class class wbr 4083   |-> cmpt 4145   omcom 4682   -1-1->wf1 5315   ` cfv 5318  (class class class)co 6001   e. cmpo 6003   ~~ cen 6885   ~<_ cdom 6886  infcinf 7150   RRcr 7998   1c1 8000   + caddc 8002   < clt 8181   NNcn 9110   ZZ>=cuz 9722   seqcseq 10669

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680  ax-cnex 8090  ax-resscn 8091  ax-1cn 8092  ax-1re 8093  ax-icn 8094  ax-addcl 8095  ax-addrcl 8096  ax-mulcl 8097  ax-addcom 8099  ax-addass 8101  ax-distr 8103  ax-i2m1 8104  ax-0lt1 8105  ax-0id 8107  ax-rnegex 8108  ax-cnre 8110  ax-pre-ltirr 8111  ax-pre-ltwlin 8112  ax-pre-lttrn 8113  ax-pre-apti 8114  ax-pre-ltadd 8115

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-tr 4183  df-id 4384  df-po 4387  df-iso 4388  df-iord 4457  df-on 4459  df-ilim 4460  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-isom 5327  df-riota 5954  df-ov 6004  df-oprab 6005  df-mpo 6006  df-1st 6286  df-2nd 6287  df-recs 6451  df-frec 6537  df-er 6680  df-en 6888  df-dom 6889  df-sup 7151  df-inf 7152  df-pnf 8183  df-mnf 8184  df-xr 8185  df-ltxr 8186  df-le 8187  df-sub 8319  df-neg 8320  df-inn 9111  df-n0 9370  df-z 9447  df-uz 9723  df-fz 10205  df-fzo 10339  df-seqfrec 10670

This theorem is referenced by:  unbendc  13025