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Theorem fin0 6779
Description: A nonempty finite set has at least one element. (Contributed by Jim Kingdon, 10-Sep-2021.)
Assertion
Ref Expression
fin0 (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem fin0
Dummy variables 𝑓 𝑚 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isfi 6655 . . 3 (𝐴 ∈ Fin ↔ ∃𝑛 ∈ ω 𝐴𝑛)
21biimpi 119 . 2 (𝐴 ∈ Fin → ∃𝑛 ∈ ω 𝐴𝑛)
3 simplrr 525 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → 𝐴𝑛)
4 simpr 109 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → 𝑛 = ∅)
53, 4breqtrd 3954 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → 𝐴 ≈ ∅)
6 en0 6689 . . . . . 6 (𝐴 ≈ ∅ ↔ 𝐴 = ∅)
75, 6sylib 121 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → 𝐴 = ∅)
8 nner 2312 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → ¬ 𝐴 ≠ ∅)
97, 8syl 14 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → ¬ 𝐴 ≠ ∅)
10 n0r 3376 . . . . . 6 (∃𝑥 𝑥𝐴𝐴 ≠ ∅)
1110necon2bi 2363 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → ¬ ∃𝑥 𝑥𝐴)
127, 11syl 14 . . . 4 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → ¬ ∃𝑥 𝑥𝐴)
139, 122falsed 691 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑛 = ∅) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
14 simplrr 525 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) → 𝐴𝑛)
1514adantr 274 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) → 𝐴𝑛)
1615ensymd 6677 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) → 𝑛𝐴)
17 bren 6641 . . . . . . . 8 (𝑛𝐴 ↔ ∃𝑓 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴)
1816, 17sylib 121 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) → ∃𝑓 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴)
19 f1of 5367 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝑛1-1-onto𝐴𝑓:𝑛𝐴)
2019adantl 275 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → 𝑓:𝑛𝐴)
21 sucidg 4338 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑚 ∈ ω → 𝑚 ∈ suc 𝑚)
2221ad3antlr 484 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → 𝑚 ∈ suc 𝑚)
23 simplr 519 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → 𝑛 = suc 𝑚)
2422, 23eleqtrrd 2219 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → 𝑚𝑛)
2520, 24ffvelrnd 5556 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → (𝑓𝑚) ∈ 𝐴)
26 elex2 2702 . . . . . . . . . 10 ((𝑓𝑚) ∈ 𝐴 → ∃𝑥 𝑥𝐴)
2725, 26syl 14 . . . . . . . . 9 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → ∃𝑥 𝑥𝐴)
2827, 10syl 14 . . . . . . . 8 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → 𝐴 ≠ ∅)
2928, 272thd 174 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) ∧ 𝑓:𝑛1-1-onto𝐴) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
3018, 29exlimddv 1870 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) ∧ 𝑛 = suc 𝑚) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
3130ex 114 . . . . 5 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ 𝑚 ∈ ω) → (𝑛 = suc 𝑚 → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴)))
3231rexlimdva 2549 . . . 4 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) → (∃𝑚 ∈ ω 𝑛 = suc 𝑚 → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴)))
3332imp 123 . . 3 (((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) ∧ ∃𝑚 ∈ ω 𝑛 = suc 𝑚) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
34 nn0suc 4518 . . . 4 (𝑛 ∈ ω → (𝑛 = ∅ ∨ ∃𝑚 ∈ ω 𝑛 = suc 𝑚))
3534ad2antrl 481 . . 3 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) → (𝑛 = ∅ ∨ ∃𝑚 ∈ ω 𝑛 = suc 𝑚))
3613, 33, 35mpjaodan 787 . 2 ((𝐴 ∈ Fin ∧ (𝑛 ∈ ω ∧ 𝐴𝑛)) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
372, 36rexlimddv 2554 1 (𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑥 𝑥𝐴))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 103  wb 104  wo 697   = wceq 1331  wex 1468  wcel 1480  wne 2308  wrex 2417  c0 3363   class class class wbr 3929  suc csuc 4287  ωcom 4504  wf 5119  1-1-ontowf1o 5122  cfv 5123  cen 6632  Fincfn 6634
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 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-iinf 4502
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-ral 2421  df-rex 2422  df-v 2688  df-sbc 2910  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-br 3930  df-opab 3990  df-id 4215  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-er 6429  df-en 6635  df-fin 6637
This theorem is referenced by:  findcard2  6783  findcard2s  6784  diffisn  6787  fimax2gtri  6795  elfi2  6860  elfir  6861  fiuni  6866  fifo  6868
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