ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  qnnen Unicode version

Theorem qnnen 12386
Description: The rational numbers are countably infinite. Corollary 8.1.23 of [AczelRathjen], p. 75. This is Metamath 100 proof #3. (Contributed by Jim Kingdon, 11-Aug-2023.)
Assertion
Ref Expression
qnnen  |-  QQ  ~~  NN

Proof of Theorem qnnen
Dummy variables  f  g  p  q are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qdceq 10203 . . 3  |-  ( ( p  e.  QQ  /\  q  e.  QQ )  -> DECID  p  =  q )
21rgen2a 2524 . 2  |-  A. p  e.  QQ  A. q  e.  QQ DECID  p  =  q
3 znnen 12353 . . . . . . . 8  |-  ZZ  ~~  NN
4 nnex 8884 . . . . . . . . 9  |-  NN  e.  _V
54enref 6743 . . . . . . . 8  |-  NN  ~~  NN
6 xpen 6823 . . . . . . . 8  |-  ( ( ZZ  ~~  NN  /\  NN  ~~  NN )  -> 
( ZZ  X.  NN )  ~~  ( NN  X.  NN ) )
73, 5, 6mp2an 424 . . . . . . 7  |-  ( ZZ 
X.  NN )  ~~  ( NN  X.  NN )
8 xpnnen 12349 . . . . . . 7  |-  ( NN 
X.  NN )  ~~  NN
97, 8entri 6764 . . . . . 6  |-  ( ZZ 
X.  NN )  ~~  NN
10 nnenom 10390 . . . . . 6  |-  NN  ~~  om
119, 10entri 6764 . . . . 5  |-  ( ZZ 
X.  NN )  ~~  om
1211ensymi 6760 . . . 4  |-  om  ~~  ( ZZ  X.  NN )
13 bren 6725 . . . 4  |-  ( om 
~~  ( ZZ  X.  NN )  <->  E. g  g : om -1-1-onto-> ( ZZ  X.  NN ) )
1412, 13mpbi 144 . . 3  |-  E. g 
g : om -1-1-onto-> ( ZZ  X.  NN )
15 f1ofo 5449 . . . . 5  |-  ( g : om -1-1-onto-> ( ZZ  X.  NN )  ->  g : om -onto->
( ZZ  X.  NN ) )
16 divfnzn 9580 . . . . . . . . 9  |-  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  Fn  ( ZZ  X.  NN )
17 fnfun 5295 . . . . . . . . 9  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  Fn  ( ZZ  X.  NN )  ->  Fun  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) )
1816, 17ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  Fun  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
19 fndm 5297 . . . . . . . . 9  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  Fn  ( ZZ  X.  NN )  ->  dom  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  =  ( ZZ  X.  NN ) )
20 eqimss2 3202 . . . . . . . . 9  |-  ( dom  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  =  ( ZZ  X.  NN )  ->  ( ZZ 
X.  NN )  C_  dom  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) )
2116, 19, 20mp2b 8 . . . . . . . 8  |-  ( ZZ 
X.  NN )  C_  dom  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
22 fores 5429 . . . . . . . 8  |-  ( ( Fun  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  /\  ( ZZ  X.  NN )  C_  dom  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) )  -> 
( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
" ( ZZ  X.  NN ) ) )
2318, 21, 22mp2an 424 . . . . . . 7  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
" ( ZZ  X.  NN ) )
24 resima 4924 . . . . . . . . 9  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) "
( ZZ  X.  NN ) )  =  (  /  " ( ZZ 
X.  NN ) )
25 df-q 9579 . . . . . . . . 9  |-  QQ  =  (  /  " ( ZZ 
X.  NN ) )
2624, 25eqtr4i 2194 . . . . . . . 8  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) "
( ZZ  X.  NN ) )  =  QQ
27 foeq3 5418 . . . . . . . 8  |-  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
" ( ZZ  X.  NN ) )  =  QQ 
->  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN ) -onto-> ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) " ( ZZ  X.  NN ) )  <-> 
( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> QQ ) )
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )
" ( ZZ  X.  NN ) )  <->  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN ) -onto-> QQ )
2923, 28mpbi 144 . . . . . 6  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> QQ
30 foco 5430 . . . . . 6  |-  ( ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) ) : ( ZZ  X.  NN )
-onto-> QQ  /\  g : om -onto-> ( ZZ  X.  NN ) )  ->  (
( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g
) : om -onto-> QQ )
3129, 30mpan 422 . . . . 5  |-  ( g : om -onto-> ( ZZ 
X.  NN )  -> 
( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g ) : om -onto-> QQ )
32 zex 9221 . . . . . . . . 9  |-  ZZ  e.  _V
3332, 4xpex 4726 . . . . . . . 8  |-  ( ZZ 
X.  NN )  e. 
_V
34 resfunexg 5717 . . . . . . . 8  |-  ( ( Fun  (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  /\  ( ZZ  X.  NN )  e.  _V )  ->  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  e.  _V )
3518, 33, 34mp2an 424 . . . . . . 7  |-  ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  e.  _V
36 vex 2733 . . . . . . 7  |-  g  e. 
_V
3735, 36coex 5156 . . . . . 6  |-  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g
)  e.  _V
38 foeq1 5416 . . . . . 6  |-  ( f  =  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g
)  ->  ( f : om -onto-> QQ  <->  ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g
) : om -onto-> QQ ) )
3937, 38spcev 2825 . . . . 5  |-  ( ( ( (  /  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  |`  ( ZZ  X.  NN ) )  o.  g
) : om -onto-> QQ  ->  E. f  f : om -onto-> QQ )
4015, 31, 393syl 17 . . . 4  |-  ( g : om -1-1-onto-> ( ZZ  X.  NN )  ->  E. f  f : om -onto-> QQ )
4140exlimiv 1591 . . 3  |-  ( E. g  g : om -1-1-onto-> ( ZZ  X.  NN )  ->  E. f  f : om -onto-> QQ )
4214, 41ax-mp 5 . 2  |-  E. f 
f : om -onto-> QQ
4310ensymi 6760 . . 3  |-  om  ~~  NN
44 qex 9591 . . . 4  |-  QQ  e.  _V
45 nnssq 9588 . . . 4  |-  NN  C_  QQ
46 ssdomg 6756 . . . 4  |-  ( QQ  e.  _V  ->  ( NN  C_  QQ  ->  NN  ~<_  QQ ) )
4744, 45, 46mp2 16 . . 3  |-  NN  ~<_  QQ
48 endomtr 6768 . . 3  |-  ( ( om  ~~  NN  /\  NN 
~<_  QQ )  ->  om  ~<_  QQ )
4943, 47, 48mp2an 424 . 2  |-  om  ~<_  QQ
50 ctinf 12385 . 2  |-  ( QQ 
~~  NN  <->  ( A. p  e.  QQ  A. q  e.  QQ DECID  p  =  q  /\  E. f  f : om -onto-> QQ  /\  om  ~<_  QQ ) )
512, 42, 49, 50mpbir3an 1174 1  |-  QQ  ~~  NN
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 104  DECID wdc 829    = wceq 1348   E.wex 1485    e. wcel 2141   A.wral 2448   _Vcvv 2730    C_ wss 3121   class class class wbr 3989   omcom 4574    X. cxp 4609   dom cdm 4611    |` cres 4613   "cima 4614    o. ccom 4615   Fun wfun 5192    Fn wfn 5193   -onto->wfo 5196   -1-1-onto->wf1o 5197    ~~ cen 6716    ~<_ cdom 6717    / cdiv 8589   NNcn 8878   ZZcz 9212   QQcq 9578
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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572  ax-cnex 7865  ax-resscn 7866  ax-1cn 7867  ax-1re 7868  ax-icn 7869  ax-addcl 7870  ax-addrcl 7871  ax-mulcl 7872  ax-mulrcl 7873  ax-addcom 7874  ax-mulcom 7875  ax-addass 7876  ax-mulass 7877  ax-distr 7878  ax-i2m1 7879  ax-0lt1 7880  ax-1rid 7881  ax-0id 7882  ax-rnegex 7883  ax-precex 7884  ax-cnre 7885  ax-pre-ltirr 7886  ax-pre-ltwlin 7887  ax-pre-lttrn 7888  ax-pre-apti 7889  ax-pre-ltadd 7890  ax-pre-mulgt0 7891  ax-pre-mulext 7892  ax-arch 7893
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-xor 1371  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-nel 2436  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rmo 2456  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-if 3527  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-po 4281  df-iso 4282  df-iord 4351  df-on 4353  df-ilim 4354  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-riota 5809  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1st 6119  df-2nd 6120  df-recs 6284  df-frec 6370  df-1o 6395  df-er 6513  df-pm 6629  df-en 6719  df-dom 6720  df-fin 6721  df-dju 7015  df-inl 7024  df-inr 7025  df-case 7061  df-pnf 7956  df-mnf 7957  df-xr 7958  df-ltxr 7959  df-le 7960  df-sub 8092  df-neg 8093  df-reap 8494  df-ap 8501  df-div 8590  df-inn 8879  df-2 8937  df-n0 9136  df-z 9213  df-uz 9488  df-q 9579  df-rp 9611  df-fz 9966  df-fl 10226  df-mod 10279  df-seqfrec 10402  df-exp 10476  df-dvds 11750
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator