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

Theorem isinfinf 6875
Description: An infinite set contains subsets of arbitrarily large finite cardinality. (Contributed by Jim Kingdon, 15-Jun-2022.)
Assertion
Ref Expression
isinfinf (ω ≼ 𝐴 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝑛))
Distinct variable group:   𝐴,𝑛,𝑥

Proof of Theorem isinfinf
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 brdomi 6727 . . . 4 (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑓 𝑓:ω–1-1𝐴)
21adantr 274 . . 3 ((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) → ∃𝑓 𝑓:ω–1-1𝐴)
3 vex 2733 . . . . 5 𝑓 ∈ V
4 imaexg 4965 . . . . 5 (𝑓 ∈ V → (𝑓𝑛) ∈ V)
53, 4ax-mp 5 . . . 4 (𝑓𝑛) ∈ V
6 imassrn 4964 . . . . . 6 (𝑓𝑛) ⊆ ran 𝑓
7 simpr 109 . . . . . . 7 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → 𝑓:ω–1-1𝐴)
8 f1f 5403 . . . . . . 7 (𝑓:ω–1-1𝐴𝑓:ω⟶𝐴)
9 frn 5356 . . . . . . 7 (𝑓:ω⟶𝐴 → ran 𝑓𝐴)
107, 8, 93syl 17 . . . . . 6 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → ran 𝑓𝐴)
116, 10sstrid 3158 . . . . 5 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → (𝑓𝑛) ⊆ 𝐴)
12 ordom 4591 . . . . . . . 8 Ord ω
13 ordelss 4364 . . . . . . . 8 ((Ord ω ∧ 𝑛 ∈ ω) → 𝑛 ⊆ ω)
1412, 13mpan 422 . . . . . . 7 (𝑛 ∈ ω → 𝑛 ⊆ ω)
1514ad2antlr 486 . . . . . 6 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → 𝑛 ⊆ ω)
16 simplr 525 . . . . . 6 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → 𝑛 ∈ ω)
17 f1imaeng 6770 . . . . . 6 ((𝑓:ω–1-1𝐴𝑛 ⊆ ω ∧ 𝑛 ∈ ω) → (𝑓𝑛) ≈ 𝑛)
187, 15, 16, 17syl3anc 1233 . . . . 5 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → (𝑓𝑛) ≈ 𝑛)
1911, 18jca 304 . . . 4 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → ((𝑓𝑛) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑓𝑛) ≈ 𝑛))
20 sseq1 3170 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑓𝑛) → (𝑥𝐴 ↔ (𝑓𝑛) ⊆ 𝐴))
21 breq1 3992 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑓𝑛) → (𝑥𝑛 ↔ (𝑓𝑛) ≈ 𝑛))
2220, 21anbi12d 470 . . . . 5 (𝑥 = (𝑓𝑛) → ((𝑥𝐴𝑥𝑛) ↔ ((𝑓𝑛) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑓𝑛) ≈ 𝑛)))
2322spcegv 2818 . . . 4 ((𝑓𝑛) ∈ V → (((𝑓𝑛) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑓𝑛) ≈ 𝑛) → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝑛)))
245, 19, 23mpsyl 65 . . 3 (((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) ∧ 𝑓:ω–1-1𝐴) → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝑛))
252, 24exlimddv 1891 . 2 ((ω ≼ 𝐴𝑛 ∈ ω) → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝑛))
2625ralrimiva 2543 1 (ω ≼ 𝐴 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝑛))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103   = wceq 1348  wex 1485  wcel 2141  wral 2448  Vcvv 2730  wss 3121   class class class wbr 3989  Ord word 4347  ωcom 4574  ran crn 4612  cima 4614  wf 5194  1-1wf1 5195  cen 6716  cdom 6717
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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-iinf 4572
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-iord 4351  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-er 6513  df-en 6719  df-dom 6720
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator