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Theorem findcard 6556
Description: Schema for induction on the cardinality of a finite set. The inductive hypothesis is that the result is true on the given set with any one element removed. The result is then proven to be true for all finite sets. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)
Hypotheses
Ref Expression
findcard.1 (𝑥 = ∅ → (𝜑𝜓))
findcard.2 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝜑𝜒))
findcard.3 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜃))
findcard.4 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑𝜏))
findcard.5 𝜓
findcard.6 (𝑦 ∈ Fin → (∀𝑧𝑦 𝜒𝜃))
Assertion
Ref Expression
findcard (𝐴 ∈ Fin → 𝜏)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝜓,𝑥   𝜒,𝑥   𝜃,𝑥   𝜏,𝑥   𝜑,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝜓(𝑦,𝑧)   𝜒(𝑦,𝑧)   𝜃(𝑦,𝑧)   𝜏(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem findcard
Dummy variables 𝑤 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 findcard.4 . 2 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑𝜏))
2 isfi 6430 . . 3 (𝑥 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑥𝑤)
3 breq2 3824 . . . . . . . 8 (𝑤 = ∅ → (𝑥𝑤𝑥 ≈ ∅))
43imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑤 = ∅ → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
54albidv 1749 . . . . . 6 (𝑤 = ∅ → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
6 breq2 3824 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑣 → (𝑥𝑤𝑥𝑣))
76imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑣 → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥𝑣𝜑)))
87albidv 1749 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑣 → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)))
9 breq2 3824 . . . . . . . 8 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑥𝑤𝑥 ≈ suc 𝑣))
109imbi1d 229 . . . . . . 7 (𝑤 = suc 𝑣 → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
1110albidv 1749 . . . . . 6 (𝑤 = suc 𝑣 → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
12 en0 6464 . . . . . . . 8 (𝑥 ≈ ∅ ↔ 𝑥 = ∅)
13 findcard.5 . . . . . . . . 9 𝜓
14 findcard.1 . . . . . . . . 9 (𝑥 = ∅ → (𝜑𝜓))
1513, 14mpbiri 166 . . . . . . . 8 (𝑥 = ∅ → 𝜑)
1612, 15sylbi 119 . . . . . . 7 (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
1716ax-gen 1381 . . . . . 6 𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
18 peano2 4383 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 ∈ ω → suc 𝑣 ∈ ω)
19 breq2 3824 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑦𝑤𝑦 ≈ suc 𝑣))
2019rspcev 2715 . . . . . . . . . . . . 13 ((suc 𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
2118, 20sylan 277 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
22 isfi 6430 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
2321, 22sylibr 132 . . . . . . . . . . 11 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
24233adant2 960 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
25 dif1en 6547 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣𝑧𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
26253expa 1141 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
27 vex 2618 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑦 ∈ V
28 difexg 3955 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∖ {𝑧}) ∈ V)
2927, 28ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∖ {𝑧}) ∈ V
30 breq1 3823 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝑥𝑣 ↔ (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣))
31 findcard.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝜑𝜒))
3230, 31imbi12d 232 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → ((𝑥𝑣𝜑) ↔ ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣𝜒)))
3329, 32spcv 2705 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣𝜒))
3426, 33syl5com 29 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧𝑦) → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → 𝜒))
3534ralrimdva 2449 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑧𝑦 𝜒))
3635imp 122 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
3736an32s 533 . . . . . . . . . . 11 (((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
38373impa 1136 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
39 findcard.6 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ Fin → (∀𝑧𝑦 𝜒𝜃))
4024, 38, 39sylc 61 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝜃)
41403exp 1140 . . . . . . . 8 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → (𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
4241alrimdv 1801 . . . . . . 7 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
43 breq1 3823 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ≈ suc 𝑣𝑦 ≈ suc 𝑣))
44 findcard.3 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜃))
4543, 44imbi12d 232 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑) ↔ (𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
4645cbvalv 1839 . . . . . . 7 (∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑) ↔ ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃))
4742, 46syl6ibr 160 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
485, 8, 11, 17, 47finds1 4390 . . . . 5 (𝑤 ∈ ω → ∀𝑥(𝑥𝑤𝜑))
494819.21bi 1493 . . . 4 (𝑤 ∈ ω → (𝑥𝑤𝜑))
5049rexlimiv 2479 . . 3 (∃𝑤 ∈ ω 𝑥𝑤𝜑)
512, 50sylbi 119 . 2 (𝑥 ∈ Fin → 𝜑)
521, 51vtoclga 2678 1 (𝐴 ∈ Fin → 𝜏)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 102  wb 103  w3a 922  wal 1285   = wceq 1287  wcel 1436  wral 2355  wrex 2356  Vcvv 2615  cdif 2985  c0 3275  {csn 3431   class class class wbr 3820  suc csuc 4166  ωcom 4378  cen 6407  Fincfn 6409
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 104  ax-ia2 105  ax-ia3 106  ax-in1 577  ax-in2 578  ax-io 663  ax-5 1379  ax-7 1380  ax-gen 1381  ax-ie1 1425  ax-ie2 1426  ax-8 1438  ax-10 1439  ax-11 1440  ax-i12 1441  ax-bndl 1442  ax-4 1443  ax-13 1447  ax-14 1448  ax-17 1462  ax-i9 1466  ax-ial 1470  ax-i5r 1471  ax-ext 2067  ax-coll 3929  ax-sep 3932  ax-nul 3940  ax-pow 3984  ax-pr 4010  ax-un 4234  ax-setind 4326  ax-iinf 4376
This theorem depends on definitions:  df-bi 115  df-dc 779  df-3or 923  df-3an 924  df-tru 1290  df-fal 1293  df-nf 1393  df-sb 1690  df-eu 1948  df-mo 1949  df-clab 2072  df-cleq 2078  df-clel 2081  df-nfc 2214  df-ne 2252  df-ral 2360  df-rex 2361  df-reu 2362  df-rab 2364  df-v 2617  df-sbc 2830  df-csb 2923  df-dif 2990  df-un 2992  df-in 2994  df-ss 3001  df-nul 3276  df-if 3380  df-pw 3417  df-sn 3437  df-pr 3438  df-op 3440  df-uni 3637  df-int 3672  df-iun 3715  df-br 3821  df-opab 3875  df-mpt 3876  df-tr 3912  df-id 4094  df-iord 4167  df-on 4169  df-suc 4172  df-iom 4379  df-xp 4417  df-rel 4418  df-cnv 4419  df-co 4420  df-dm 4421  df-rn 4422  df-res 4423  df-ima 4424  df-iota 4946  df-fun 4983  df-fn 4984  df-f 4985  df-f1 4986  df-fo 4987  df-f1o 4988  df-fv 4989  df-er 6244  df-en 6410  df-fin 6412
This theorem is referenced by:  xpfi  6590
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