Theorem nninfdc 12456

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 10436	. . 3 |- NN ~~ om
2	1	ensymi 6784	. 2 |- om ~~ NN
3		breq1 4008	. . . . . . 7 |- ( m = 1 -> ( m < n <-> 1 < n ) )
4	3	rexbidv 2478	. . . . . 6 |- ( m = 1 -> ( E. n e. A m < n <-> E. n e. A 1 < n ) )
5		simp3 999	. . . . . 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 8932	. . . . . . 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 2848	. . . . 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 4009	. . . . . 6 |- ( n = j -> ( 1 < n <-> 1 < j ) )
10	9	cbvrexv 2706	. . . . 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 1000	. . . . . 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 1001	. . . . . 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 1002	. . . . . 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 5900	. . . . . . . . . 10 |- ( a = y -> ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) = ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) )
17	16	ineq2d 3338	. . . . . . . . 9 |- ( a = y -> ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) = ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) )
18	17	infeq1d 7013	. . . . . . . 8 |- ( a = y -> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( a + 1 ) ) ) , RR , < ) = inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) )
19		eqidd 2178	. . . . . . . 8 |- ( b = z -> inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) = inf ( ( A i^i ( ZZ>= ` ( y + 1 ) ) ) , RR , < ) )
20	18, 19	cbvmpov 5957	. . . . . . 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 10451	. . . . . . 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 12455	. . . . 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 10449	. . . . . 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 5418	. . . . . 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 2834	. . . . 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 2599	. . 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 8927	. . . . . 6 |- NN e. _V
30	29	ssex 4142	. . . . 5 |- ( A C_ NN -> A e. _V )
31	30	3ad2ant1 1018	. . . 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 6750	. . . 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 6792	. 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 834   /\ w3a 978   = wceq 1353   E.wex 1492   e. wcel 2148   A.wral 2455   E.wrex 2456   _Vcvv 2739   i^i cin 3130   C_ wss 3131   class class class wbr 4005   |-> cmpt 4066   omcom 4591   -1-1->wf1 5215   ` cfv 5218  (class class class)co 5877   e. cmpo 5879   ~~ cen 6740   ~<_ cdom 6741  infcinf 6984   RRcr 7812   1c1 7814   + caddc 7816   < clt 7994   NNcn 8921   ZZ>=cuz 9530   seqcseq 10447

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-addcom 7913  ax-addass 7915  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-frec 6394  df-er 6537  df-en 6743  df-dom 6744  df-sup 6985  df-inf 6986  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-inn 8922  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-seqfrec 10448

This theorem is referenced by:  unbendc  12457