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Theorem findcard 6822
 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 6695 . . 3 (𝑥 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑥𝑤)
3 breq2 3965 . . . . . . . 8 (𝑤 = ∅ → (𝑥𝑤𝑥 ≈ ∅))
43imbi1d 230 . . . . . . 7 (𝑤 = ∅ → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
54albidv 1801 . . . . . 6 (𝑤 = ∅ → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
6 breq2 3965 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑣 → (𝑥𝑤𝑥𝑣))
76imbi1d 230 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑣 → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥𝑣𝜑)))
87albidv 1801 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑣 → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)))
9 breq2 3965 . . . . . . . 8 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑥𝑤𝑥 ≈ suc 𝑣))
109imbi1d 230 . . . . . . 7 (𝑤 = suc 𝑣 → ((𝑥𝑤𝜑) ↔ (𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
1110albidv 1801 . . . . . 6 (𝑤 = suc 𝑣 → (∀𝑥(𝑥𝑤𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
12 en0 6729 . . . . . . . 8 (𝑥 ≈ ∅ ↔ 𝑥 = ∅)
13 findcard.5 . . . . . . . . 9 𝜓
14 findcard.1 . . . . . . . . 9 (𝑥 = ∅ → (𝜑𝜓))
1513, 14mpbiri 167 . . . . . . . 8 (𝑥 = ∅ → 𝜑)
1612, 15sylbi 120 . . . . . . 7 (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
1716ax-gen 1426 . . . . . 6 𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
18 peano2 4548 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 ∈ ω → suc 𝑣 ∈ ω)
19 breq2 3965 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑦𝑤𝑦 ≈ suc 𝑣))
2019rspcev 2813 . . . . . . . . . . . . 13 ((suc 𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
2118, 20sylan 281 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
22 isfi 6695 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑦𝑤)
2321, 22sylibr 133 . . . . . . . . . . 11 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
24233adant2 1001 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
25 dif1en 6813 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣𝑧𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
26253expa 1182 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
27 vex 2712 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑦 ∈ V
28 difexg 4101 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∖ {𝑧}) ∈ V)
2927, 28ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∖ {𝑧}) ∈ V
30 breq1 3964 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝑥𝑣 ↔ (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣))
31 findcard.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝜑𝜒))
3230, 31imbi12d 233 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → ((𝑥𝑣𝜑) ↔ ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣𝜒)))
3329, 32spcv 2803 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣𝜒))
3426, 33syl5com 29 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧𝑦) → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → 𝜒))
3534ralrimdva 2534 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑧𝑦 𝜒))
3635imp 123 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
3736an32s 558 . . . . . . . . . . 11 (((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑)) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
38373impa 1177 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧𝑦 𝜒)
39 findcard.6 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ Fin → (∀𝑧𝑦 𝜒𝜃))
4024, 38, 39sylc 62 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝜃)
41403exp 1181 . . . . . . . 8 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → (𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
4241alrimdv 1853 . . . . . . 7 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
43 breq1 3964 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ≈ suc 𝑣𝑦 ≈ suc 𝑣))
44 findcard.3 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑𝜃))
4543, 44imbi12d 233 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑) ↔ (𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃)))
4645cbvalv 1894 . . . . . . 7 (∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑) ↔ ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣𝜃))
4742, 46syl6ibr 161 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥𝑣𝜑) → ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣𝜑)))
485, 8, 11, 17, 47finds1 4555 . . . . 5 (𝑤 ∈ ω → ∀𝑥(𝑥𝑤𝜑))
494819.21bi 1535 . . . 4 (𝑤 ∈ ω → (𝑥𝑤𝜑))
5049rexlimiv 2565 . . 3 (∃𝑤 ∈ ω 𝑥𝑤𝜑)
512, 50sylbi 120 . 2 (𝑥 ∈ Fin → 𝜑)
521, 51vtoclga 2775 1 (𝐴 ∈ Fin → 𝜏)
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 963  ∀wal 1330   = wceq 1332   ∈ wcel 2125  ∀wral 2432  ∃wrex 2433  Vcvv 2709   ∖ cdif 3095  ∅c0 3390  {csn 3556   class class class wbr 3961  suc csuc 4320  ωcom 4543   ≈ cen 6672  Fincfn 6674 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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1481  ax-10 1482  ax-11 1483  ax-i12 1484  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-17 1503  ax-i9 1507  ax-ial 1511  ax-i5r 1512  ax-13 2127  ax-14 2128  ax-ext 2136  ax-coll 4075  ax-sep 4078  ax-nul 4086  ax-pow 4130  ax-pr 4164  ax-un 4388  ax-setind 4490  ax-iinf 4541 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1740  df-eu 2006  df-mo 2007  df-clab 2141  df-cleq 2147  df-clel 2150  df-nfc 2285  df-ne 2325  df-ral 2437  df-rex 2438  df-reu 2439  df-rab 2441  df-v 2711  df-sbc 2934  df-csb 3028  df-dif 3100  df-un 3102  df-in 3104  df-ss 3111  df-nul 3391  df-if 3502  df-pw 3541  df-sn 3562  df-pr 3563  df-op 3565  df-uni 3769  df-int 3804  df-iun 3847  df-br 3962  df-opab 4022  df-mpt 4023  df-tr 4059  df-id 4248  df-iord 4321  df-on 4323  df-suc 4326  df-iom 4544  df-xp 4585  df-rel 4586  df-cnv 4587  df-co 4588  df-dm 4589  df-rn 4590  df-res 4591  df-ima 4592  df-iota 5128  df-fun 5165  df-fn 5166  df-f 5167  df-f1 5168  df-fo 5169  df-f1o 5170  df-fv 5171  df-er 6469  df-en 6675  df-fin 6677 This theorem is referenced by:  xpfi  6863
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