ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  dif1en GIF version

Theorem dif1en 6651
Description: If a set 𝐴 is equinumerous to the successor of a natural number 𝑀, then 𝐴 with an element removed is equinumerous to 𝑀. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 16-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
dif1en ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ 𝑀)

Proof of Theorem dif1en
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2 945 . . . 4 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → 𝐴 ≈ suc 𝑀)
21ensymd 6556 . . 3 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → suc 𝑀𝐴)
3 bren 6520 . . 3 (suc 𝑀𝐴 ↔ ∃𝑓 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴)
42, 3sylib 121 . 2 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → ∃𝑓 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴)
5 peano2 4425 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ω → suc 𝑀 ∈ ω)
6 nnfi 6644 . . . . . . . 8 (suc 𝑀 ∈ ω → suc 𝑀 ∈ Fin)
75, 6syl 14 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ω → suc 𝑀 ∈ Fin)
873ad2ant1 965 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → suc 𝑀 ∈ Fin)
9 enfii 6646 . . . . . 6 ((suc 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀) → 𝐴 ∈ Fin)
108, 1, 9syl2anc 404 . . . . 5 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → 𝐴 ∈ Fin)
1110adantr 271 . . . 4 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝐴 ∈ Fin)
12 simpl3 949 . . . 4 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑋𝐴)
13 f1of 5268 . . . . . 6 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴𝑓:suc 𝑀𝐴)
1413adantl 272 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑓:suc 𝑀𝐴)
15 sucidg 4254 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ω → 𝑀 ∈ suc 𝑀)
16153ad2ant1 965 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → 𝑀 ∈ suc 𝑀)
1716adantr 271 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑀 ∈ suc 𝑀)
1814, 17ffvelrnd 5451 . . . 4 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓𝑀) ∈ 𝐴)
19 fidifsnen 6642 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑋𝐴 ∧ (𝑓𝑀) ∈ 𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
2011, 12, 18, 19syl3anc 1175 . . 3 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
21 nnord 4441 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ω → Ord 𝑀)
22 orddif 4378 . . . . . . . 8 (Ord 𝑀𝑀 = (suc 𝑀 ∖ {𝑀}))
2321, 22syl 14 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ω → 𝑀 = (suc 𝑀 ∖ {𝑀}))
24233ad2ant1 965 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → 𝑀 = (suc 𝑀 ∖ {𝑀}))
2524adantr 271 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑀 = (suc 𝑀 ∖ {𝑀}))
2623eleq1d 2157 . . . . . . . . 9 (𝑀 ∈ ω → (𝑀 ∈ ω ↔ (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ∈ ω))
2726ibi 175 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ ω → (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ∈ ω)
28273ad2ant1 965 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ∈ ω)
2928adantr 271 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ∈ ω)
30 dff1o2 5273 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴 ↔ (𝑓 Fn suc 𝑀 ∧ Fun 𝑓 ∧ ran 𝑓 = 𝐴))
3130simp2bi 960 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴 → Fun 𝑓)
3231adantl 272 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → Fun 𝑓)
33 f1ofo 5275 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴𝑓:suc 𝑀onto𝐴)
3433adantl 272 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑓:suc 𝑀onto𝐴)
35 f1orel 5271 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴 → Rel 𝑓)
3635adantl 272 . . . . . . . . . . 11 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → Rel 𝑓)
37 resdm 4766 . . . . . . . . . . 11 (Rel 𝑓 → (𝑓 ↾ dom 𝑓) = 𝑓)
3836, 37syl 14 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ dom 𝑓) = 𝑓)
39 f1odm 5272 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴 → dom 𝑓 = suc 𝑀)
4039reseq2d 4728 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴 → (𝑓 ↾ dom 𝑓) = (𝑓 ↾ suc 𝑀))
4140adantl 272 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ dom 𝑓) = (𝑓 ↾ suc 𝑀))
4238, 41eqtr3d 2123 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑓 = (𝑓 ↾ suc 𝑀))
43 foeq1 5244 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑓 ↾ suc 𝑀) → (𝑓:suc 𝑀onto𝐴 ↔ (𝑓 ↾ suc 𝑀):suc 𝑀onto𝐴))
4442, 43syl 14 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓:suc 𝑀onto𝐴 ↔ (𝑓 ↾ suc 𝑀):suc 𝑀onto𝐴))
4534, 44mpbid 146 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ suc 𝑀):suc 𝑀onto𝐴)
46 simpl1 947 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑀 ∈ ω)
47 f1osng 5309 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ ω ∧ (𝑓𝑀) ∈ 𝐴) → {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–1-1-onto→{(𝑓𝑀)})
4846, 18, 47syl2anc 404 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–1-1-onto→{(𝑓𝑀)})
49 f1ofo 5275 . . . . . . . . 9 ({⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–1-1-onto→{(𝑓𝑀)} → {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)})
5048, 49syl 14 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)})
51 f1ofn 5269 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴𝑓 Fn suc 𝑀)
5251adantl 272 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑓 Fn suc 𝑀)
53 fnressn 5499 . . . . . . . . . 10 ((𝑓 Fn suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀) → (𝑓 ↾ {𝑀}) = {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩})
5452, 17, 53syl2anc 404 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ {𝑀}) = {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩})
55 foeq1 5244 . . . . . . . . 9 ((𝑓 ↾ {𝑀}) = {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩} → ((𝑓 ↾ {𝑀}):{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)} ↔ {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)}))
5654, 55syl 14 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → ((𝑓 ↾ {𝑀}):{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)} ↔ {⟨𝑀, (𝑓𝑀)⟩}:{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)}))
5750, 56mpbird 166 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ {𝑀}):{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)})
58 resdif 5290 . . . . . . 7 ((Fun 𝑓 ∧ (𝑓 ↾ suc 𝑀):suc 𝑀onto𝐴 ∧ (𝑓 ↾ {𝑀}):{𝑀}–onto→{(𝑓𝑀)}) → (𝑓 ↾ (suc 𝑀 ∖ {𝑀})):(suc 𝑀 ∖ {𝑀})–1-1-onto→(𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
5932, 45, 57, 58syl3anc 1175 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝑓 ↾ (suc 𝑀 ∖ {𝑀})):(suc 𝑀 ∖ {𝑀})–1-1-onto→(𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
60 f1oeng 6530 . . . . . 6 (((suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ∈ ω ∧ (𝑓 ↾ (suc 𝑀 ∖ {𝑀})):(suc 𝑀 ∖ {𝑀})–1-1-onto→(𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)})) → (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
6129, 59, 60syl2anc 404 . . . . 5 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (suc 𝑀 ∖ {𝑀}) ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
6225, 61eqbrtrd 3873 . . . 4 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → 𝑀 ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}))
6362ensymd 6556 . . 3 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}) ≈ 𝑀)
64 entr 6557 . . 3 (((𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}) ∧ (𝐴 ∖ {(𝑓𝑀)}) ≈ 𝑀) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ 𝑀)
6520, 63, 64syl2anc 404 . 2 (((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) ∧ 𝑓:suc 𝑀1-1-onto𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ 𝑀)
664, 65exlimddv 1827 1 ((𝑀 ∈ ω ∧ 𝐴 ≈ suc 𝑀𝑋𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑋}) ≈ 𝑀)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104  w3a 925   = wceq 1290  wex 1427  wcel 1439  cdif 2999  {csn 3452  cop 3455   class class class wbr 3853  Ord word 4200  suc csuc 4203  ωcom 4420  ccnv 4453  dom cdm 4454  ran crn 4455  cres 4456  Rel wrel 4459  Fun wfun 5024   Fn wfn 5025  wf 5026  ontowfo 5028  1-1-ontowf1o 5029  cfv 5030  cen 6511  Fincfn 6513
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 580  ax-in2 581  ax-io 666  ax-5 1382  ax-7 1383  ax-gen 1384  ax-ie1 1428  ax-ie2 1429  ax-8 1441  ax-10 1442  ax-11 1443  ax-i12 1444  ax-bndl 1445  ax-4 1446  ax-13 1450  ax-14 1451  ax-17 1465  ax-i9 1469  ax-ial 1473  ax-i5r 1474  ax-ext 2071  ax-coll 3962  ax-sep 3965  ax-nul 3973  ax-pow 4017  ax-pr 4047  ax-un 4271  ax-setind 4368  ax-iinf 4418
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 782  df-3or 926  df-3an 927  df-tru 1293  df-fal 1296  df-nf 1396  df-sb 1694  df-eu 1952  df-mo 1953  df-clab 2076  df-cleq 2082  df-clel 2085  df-nfc 2218  df-ne 2257  df-ral 2365  df-rex 2366  df-reu 2367  df-rab 2369  df-v 2624  df-sbc 2844  df-csb 2937  df-dif 3004  df-un 3006  df-in 3008  df-ss 3015  df-nul 3290  df-if 3400  df-pw 3437  df-sn 3458  df-pr 3459  df-op 3461  df-uni 3662  df-int 3697  df-iun 3740  df-br 3854  df-opab 3908  df-mpt 3909  df-tr 3945  df-id 4131  df-iord 4204  df-on 4206  df-suc 4209  df-iom 4421  df-xp 4460  df-rel 4461  df-cnv 4462  df-co 4463  df-dm 4464  df-rn 4465  df-res 4466  df-ima 4467  df-iota 4995  df-fun 5032  df-fn 5033  df-f 5034  df-f1 5035  df-fo 5036  df-f1o 5037  df-fv 5038  df-er 6308  df-en 6514  df-fin 6516
This theorem is referenced by:  dif1enen  6652  findcard  6660  findcard2  6661  findcard2s  6662  diffisn  6665  en2eleq  6884  en2other2  6885  zfz1isolem1  10308
  Copyright terms: Public domain W3C validator