ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  phplem4on GIF version

Theorem phplem4on 6845
Description: Equinumerosity of successors of an ordinal and a natural number implies equinumerosity of the originals. (Contributed by Jim Kingdon, 5-Sep-2021.)
Assertion
Ref Expression
phplem4on ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) → (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵𝐴𝐵))

Proof of Theorem phplem4on
Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bren 6725 . . . . 5 (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵 ↔ ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
21biimpi 119 . . . 4 (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵 → ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
32adantl 275 . . 3 (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) → ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
4 f1of1 5441 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵)
54adantl 275 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵)
6 peano2 4579 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ ω)
7 nnon 4594 . . . . . . . . 9 (suc 𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ On)
86, 7syl 14 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ On)
98ad3antlr 490 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → suc 𝐵 ∈ On)
10 sssucid 4400 . . . . . . . 8 𝐴 ⊆ suc 𝐴
1110a1i 9 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ⊆ suc 𝐴)
12 simplll 528 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ∈ On)
13 f1imaen2g 6771 . . . . . . 7 (((𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵 ∧ suc 𝐵 ∈ On) ∧ (𝐴 ⊆ suc 𝐴𝐴 ∈ On)) → (𝑓𝐴) ≈ 𝐴)
145, 9, 11, 12, 13syl22anc 1234 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ≈ 𝐴)
1514ensymd 6761 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ≈ (𝑓𝐴))
16 eloni 4360 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ On → Ord 𝐴)
17 orddif 4531 . . . . . . . . 9 (Ord 𝐴𝐴 = (suc 𝐴 ∖ {𝐴}))
1816, 17syl 14 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ On → 𝐴 = (suc 𝐴 ∖ {𝐴}))
1918imaeq2d 4953 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ On → (𝑓𝐴) = (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})))
2019ad3antrrr 489 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) = (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})))
21 f1ofn 5443 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓 Fn suc 𝐴)
2221adantl 275 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝑓 Fn suc 𝐴)
23 sucidg 4401 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ On → 𝐴 ∈ suc 𝐴)
2412, 23syl 14 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ∈ suc 𝐴)
25 fnsnfv 5555 . . . . . . . . 9 ((𝑓 Fn suc 𝐴𝐴 ∈ suc 𝐴) → {(𝑓𝐴)} = (𝑓 “ {𝐴}))
2622, 24, 25syl2anc 409 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → {(𝑓𝐴)} = (𝑓 “ {𝐴}))
2726difeq2d 3245 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ {(𝑓𝐴)}) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ (𝑓 “ {𝐴})))
28 imadmrn 4963 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 “ dom 𝑓) = ran 𝑓
2928eqcomi 2174 . . . . . . . . . 10 ran 𝑓 = (𝑓 “ dom 𝑓)
30 f1ofo 5449 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵)
31 forn 5423 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵 → ran 𝑓 = suc 𝐵)
3230, 31syl 14 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → ran 𝑓 = suc 𝐵)
33 f1odm 5446 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → dom 𝑓 = suc 𝐴)
3433imaeq2d 4953 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → (𝑓 “ dom 𝑓) = (𝑓 “ suc 𝐴))
3529, 32, 343eqtr3a 2227 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → suc 𝐵 = (𝑓 “ suc 𝐴))
3635difeq1d 3244 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ {(𝑓𝐴)}))
3736adantl 275 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ {(𝑓𝐴)}))
38 dff1o3 5448 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 ↔ (𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵 ∧ Fun 𝑓))
3938simprbi 273 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → Fun 𝑓)
40 imadif 5278 . . . . . . . . 9 (Fun 𝑓 → (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ (𝑓 “ {𝐴})))
4139, 40syl 14 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ (𝑓 “ {𝐴})))
4241adantl 275 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ (𝑓 “ {𝐴})))
4327, 37, 423eqtr4rd 2214 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})) = (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
4420, 43eqtrd 2203 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) = (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
4515, 44breqtrd 4015 . . . 4 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
46 simpllr 529 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐵 ∈ ω)
47 fnfvelrn 5628 . . . . . . . 8 ((𝑓 Fn suc 𝐴𝐴 ∈ suc 𝐴) → (𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓)
4822, 24, 47syl2anc 409 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓)
4931eleq2d 2240 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵 → ((𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓 ↔ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵))
5030, 49syl 14 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → ((𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓 ↔ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵))
5150adantl 275 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → ((𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓 ↔ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵))
5248, 51mpbid 146 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵)
53 phplem3g 6834 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ω ∧ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵) → 𝐵 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
5446, 52, 53syl2anc 409 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐵 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
5554ensymd 6761 . . . 4 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ≈ 𝐵)
56 entr 6762 . . . 4 ((𝐴 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ∧ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ≈ 𝐵) → 𝐴𝐵)
5745, 55, 56syl2anc 409 . . 3 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴𝐵)
583, 57exlimddv 1891 . 2 (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) → 𝐴𝐵)
5958ex 114 1 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) → (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵𝐴𝐵))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104   = wceq 1348  wex 1485  wcel 2141  cdif 3118  wss 3121  {csn 3583   class class class wbr 3989  Ord word 4347  Oncon0 4348  suc csuc 4350  ωcom 4574  ccnv 4610  dom cdm 4611  ran crn 4612  cima 4614  Fun wfun 5192   Fn wfn 5193  1-1wf1 5195  ontowfo 5196  1-1-ontowf1o 5197  cfv 5198  cen 6716
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-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521  ax-iinf 4572
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 830  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  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-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  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-br 3990  df-opab 4051  df-tr 4088  df-id 4278  df-iord 4351  df-on 4353  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
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator