Theorem nninfinf 10610

Description: ℕ_∞ is infinte. (Contributed by Jim Kingdon, 8-Jul-2025.)

Assertion

Ref	Expression
nninfinf	|- om ~<_ ℕ∞

Proof of Theorem nninfinf

Dummy variables i m n are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnnninf 7243	. . . 4 |- ( n e. om -> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) e. ℕ∞ )
2	1	a1i 9	. . 3 |- ( T. -> ( n e. om -> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) e. ℕ∞ ) )
3		1lt2o 6541	. . . . . . . . 9 |- 1o e. 2o
4	3	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> 1o e. 2o )
5		0lt2o 6540	. . . . . . . . 9 |- (/) e. 2o
6	5	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> (/) e. 2o )
7		simpr 110	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> i e. om )
8		simpll 527	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> n e. om )
9		nndcel 6599	. . . . . . . . 9 |- ( ( i e. om /\ n e. om ) -> DECID i e. n )
10	7, 8, 9	syl2anc 411	. . . . . . . 8 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> DECID i e. n )
11	4, 6, 10	ifcldcd 3613	. . . . . . 7 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> if ( i e. n , 1o , (/) ) e. 2o )
12	11	ralrimiva 2580	. . . . . 6 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) e. 2o )
13		mpteqb 5683	. . . . . 6 |- ( A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) e. 2o -> ( ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. m , 1o , (/) ) ) <-> A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) )
14	12, 13	syl 14	. . . . 5 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. m , 1o , (/) ) ) <-> A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) )
15		nfv 1552	. . . . . . . . . 10 |- F/ i ( n e. om /\ m e. om )
16		nfra1 2538	. . . . . . . . . 10 |- F/ i A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) )
17	15, 16	nfan 1589	. . . . . . . . 9 |- F/ i ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) )
18		elnn 4662	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( i e. n /\ n e. om ) -> i e. om )
19	18	expcom 116	. . . . . . . . . . 11 |- ( n e. om -> ( i e. n -> i e. om ) )
20	19	ad2antrr 488	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> ( i e. n -> i e. om ) )
21		elnn 4662	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( i e. m /\ m e. om ) -> i e. om )
22	21	expcom 116	. . . . . . . . . . 11 |- ( m e. om -> ( i e. m -> i e. om ) )
23	22	ad2antlr 489	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> ( i e. m -> i e. om ) )
24		simplr 528	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> m e. om )
25		nndcel 6599	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( i e. om /\ m e. om ) -> DECID i e. m )
26	7, 24, 25	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> DECID i e. m )
27		1n0 6531	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 1o =/= (/)
28		ifnebibdc 3620	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( (DECID i e. n /\ DECID i e. m /\ 1o =/= (/) ) -> ( if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) <-> ( i e. n <-> i e. m ) ) )
29	27, 28	mp3an3 1339	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( (DECID i e. n /\ DECID i e. m ) -> ( if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) <-> ( i e. n <-> i e. m ) ) )
30	10, 26, 29	syl2anc 411	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ i e. om ) -> ( if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) <-> ( i e. n <-> i e. m ) ) )
31	30	ralbidva 2503	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) <-> A. i e. om ( i e. n <-> i e. m ) ) )
32	31	biimpa 296	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> A. i e. om ( i e. n <-> i e. m ) )
33		rsp 2554	. . . . . . . . . . 11 |- ( A. i e. om ( i e. n <-> i e. m ) -> ( i e. om -> ( i e. n <-> i e. m ) ) )
34	32, 33	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> ( i e. om -> ( i e. n <-> i e. m ) ) )
35	20, 23, 34	pm5.21ndd 707	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> ( i e. n <-> i e. m ) )
36	17, 35	alrimi 1546	. . . . . . . 8 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> A. i ( i e. n <-> i e. m ) )
37		axext4 2190	. . . . . . . 8 |- ( n = m <-> A. i ( i e. n <-> i e. m ) )
38	36, 37	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( ( n e. om /\ m e. om ) /\ A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) ) -> n = m )
39	38	ex 115	. . . . . 6 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) -> n = m ) )
40		elequ2 2182	. . . . . . . 8 |- ( n = m -> ( i e. n <-> i e. m ) )
41	40	ifbid 3597	. . . . . . 7 |- ( n = m -> if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) )
42	41	ralrimivw 2581	. . . . . 6 |- ( n = m -> A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) )
43	39, 42	impbid1 142	. . . . 5 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( A. i e. om if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. m , 1o , (/) ) <-> n = m ) )
44	14, 43	bitrd 188	. . . 4 |- ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. m , 1o , (/) ) ) <-> n = m ) )
45	44	a1i 9	. . 3 |- ( T. -> ( ( n e. om /\ m e. om ) -> ( ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. m , 1o , (/) ) ) <-> n = m ) ) )
46		omex 4649	. . . 4 |- om e. _V
47	46	a1i 9	. . 3 |- ( T. -> om e. _V )
48		nninfex 7238	. . . 4 |- ℕ∞ e. _V
49	48	a1i 9	. . 3 |- ( T. -> ℕ∞ e. _V )
50	2, 45, 47, 49	dom3d 6878	. 2 |- ( T. -> om ~<_ ℕ∞ )
51	50	mptru 1382	1 |- om ~<_ ℕ∞

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105  DECID wdc 836   A.wal 1371   = wceq 1373   T. wtru 1374   e. wcel 2177   =/= wne 2377   A.wral 2485   _Vcvv 2773   (/)c0 3464   ifcif 3575   class class class wbr 4051   |-> cmpt 4113   omcom 4646   1oc1o 6508   2oc2o 6509   ~<_ cdom 6839  ℕ_∞xnninf 7236

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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-sep 4170  ax-nul 4178  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-iinf 4644

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-ral 2490  df-rex 2491  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-if 3576  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-tr 4151  df-id 4348  df-iord 4421  df-on 4423  df-suc 4426  df-iom 4647  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fv 5288  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1o 6515  df-2o 6516  df-map 6750  df-dom 6842  df-nninf 7237

This theorem is referenced by:  nnnninfen  16099