Theorem hashennnuni 11009

Description: The ordinal size of a set equinumerous to an element of ω is that element of ω. (Contributed by Jim Kingdon, 20-Feb-2022.)

Assertion

Ref	Expression
hashennnuni	⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → ∪ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} = 𝑁)

Distinct variable groups:   𝑦,𝐴   𝑦,𝑁

Proof of Theorem hashennnuni

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elun1 3371	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ ω → 𝑁 ∈ (ω ∪ {ω}))
2	1	adantr 276	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → 𝑁 ∈ (ω ∪ {ω}))
3		endom 6922	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ≈ 𝐴 → 𝑁 ≼ 𝐴)
4	3	adantl 277	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → 𝑁 ≼ 𝐴)
5		breq1 4086	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑁 → (𝑦 ≼ 𝐴 ↔ 𝑁 ≼ 𝐴))
6	5	elrab 2959	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} ↔ (𝑁 ∈ (ω ∪ {ω}) ∧ 𝑁 ≼ 𝐴))
7	2, 4, 6	sylanbrc 417	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → 𝑁 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴})
8		breq1 4086	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑧 → (𝑦 ≼ 𝐴 ↔ 𝑧 ≼ 𝐴))
9	8	elrab 2959	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} ↔ (𝑧 ∈ (ω ∪ {ω}) ∧ 𝑧 ≼ 𝐴))
10	9	biimpi 120	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} → (𝑧 ∈ (ω ∪ {ω}) ∧ 𝑧 ≼ 𝐴))
11	10	adantl 277	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → (𝑧 ∈ (ω ∪ {ω}) ∧ 𝑧 ≼ 𝐴))
12	11	simprd 114	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝑧 ≼ 𝐴)
13		simplr 528	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝑁 ≈ 𝐴)
14	13	ensymd 6943	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝐴 ≈ 𝑁)
15		domentr 6951	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≈ 𝑁) → 𝑧 ≼ 𝑁)
16	12, 14, 15	syl2anc 411	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝑧 ≼ 𝑁)
17	16	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑧 ≼ 𝑁)
18		simpr 110	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑧 ∈ ω)
19		simplll 533	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑁 ∈ ω)
20		nndomo 7033	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝑁 ∈ ω) → (𝑧 ≼ 𝑁 ↔ 𝑧 ⊆ 𝑁))
21	18, 19, 20	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑧 ≼ 𝑁 ↔ 𝑧 ⊆ 𝑁))
22	17, 21	mpbid 147	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ ω) → 𝑧 ⊆ 𝑁)
23		nnfi 7042	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ω → 𝑁 ∈ Fin)
24	23	ad3antrrr 492	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → 𝑁 ∈ Fin)
25	14	adantr 276	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → 𝐴 ≈ 𝑁)
26		enfii 7044	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝑁) → 𝐴 ∈ Fin)
27	24, 25, 26	syl2anc 411	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → 𝐴 ∈ Fin)
28	12	adantr 276	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → 𝑧 ≼ 𝐴)
29		elsni 3684	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ {ω} → 𝑧 = ω)
30	29	breq1d 4093	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ {ω} → (𝑧 ≼ 𝐴 ↔ ω ≼ 𝐴))
31	30	adantl 277	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → (𝑧 ≼ 𝐴 ↔ ω ≼ 𝐴))
32	28, 31	mpbid 147	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → ω ≼ 𝐴)
33		infnfi 7065	. . . . . . 7 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ¬ 𝐴 ∈ Fin)
34	32, 33	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → ¬ 𝐴 ∈ Fin)
35	27, 34	pm2.21dd 623	. . . . 5 ⊢ ((((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) ∧ 𝑧 ∈ {ω}) → 𝑧 ⊆ 𝑁)
36	11	simpld 112	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝑧 ∈ (ω ∪ {ω}))
37		elun 3345	. . . . . 6 ⊢ (𝑧 ∈ (ω ∪ {ω}) ↔ (𝑧 ∈ ω ∨ 𝑧 ∈ {ω}))
38	36, 37	sylib 122	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → (𝑧 ∈ ω ∨ 𝑧 ∈ {ω}))
39	22, 35, 38	mpjaodan 803	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) ∧ 𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}) → 𝑧 ⊆ 𝑁)
40	39	ralrimiva 2603	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}𝑧 ⊆ 𝑁)
41		ssunieq 3921	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} ∧ ∀𝑧 ∈ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴}𝑧 ⊆ 𝑁) → 𝑁 = ∪ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴})
42	7, 40, 41	syl2anc 411	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → 𝑁 = ∪ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴})
43	42	eqcomd 2235	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ω ∧ 𝑁 ≈ 𝐴) → ∪ {𝑦 ∈ (ω ∪ {ω}) ∣ 𝑦 ≼ 𝐴} = 𝑁)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 713   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  {crab 2512   ∪ cun 3195   ⊆ wss 3197  {csn 3666  ∪ cuni 3888   class class class wbr 4083  ωcom 4682   ≈ cen 6893   ≼ cdom 6894  Fincfn 6895

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4202  ax-nul 4210  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-iinf 4680

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-ral 2513  df-rex 2514  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-nul 3492  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-br 4084  df-opab 4146  df-tr 4183  df-id 4384  df-iord 4457  df-on 4459  df-suc 4462  df-iom 4683  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-er 6688  df-en 6896  df-dom 6897  df-fin 6898

This theorem is referenced by:  hashennn  11010