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

Theorem phplem4on 6867
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 6747 . . . . 5 (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵 ↔ ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
21biimpi 120 . . . 4 (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵 → ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
32adantl 277 . . 3 (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) → ∃𝑓 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵)
4 f1of1 5461 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵)
54adantl 277 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵)
6 peano2 4595 . . . . . . . . 9 (𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ ω)
7 nnon 4610 . . . . . . . . 9 (suc 𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ On)
86, 7syl 14 . . . . . . . 8 (𝐵 ∈ ω → suc 𝐵 ∈ On)
98ad3antlr 493 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → suc 𝐵 ∈ On)
10 sssucid 4416 . . . . . . . 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 533 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ∈ On)
13 f1imaen2g 6793 . . . . . . 7 (((𝑓:suc 𝐴1-1→suc 𝐵 ∧ suc 𝐵 ∈ On) ∧ (𝐴 ⊆ suc 𝐴𝐴 ∈ On)) → (𝑓𝐴) ≈ 𝐴)
145, 9, 11, 12, 13syl22anc 1239 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ≈ 𝐴)
1514ensymd 6783 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ≈ (𝑓𝐴))
16 eloni 4376 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ On → Ord 𝐴)
17 orddif 4547 . . . . . . . . 9 (Ord 𝐴𝐴 = (suc 𝐴 ∖ {𝐴}))
1816, 17syl 14 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ On → 𝐴 = (suc 𝐴 ∖ {𝐴}))
1918imaeq2d 4971 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ On → (𝑓𝐴) = (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})))
2019ad3antrrr 492 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) = (𝑓 “ (suc 𝐴 ∖ {𝐴})))
21 f1ofn 5463 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓 Fn suc 𝐴)
2221adantl 277 . . . . . . . . 9 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝑓 Fn suc 𝐴)
23 sucidg 4417 . . . . . . . . . 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 5576 . . . . . . . . 9 ((𝑓 Fn suc 𝐴𝐴 ∈ suc 𝐴) → {(𝑓𝐴)} = (𝑓 “ {𝐴}))
2622, 24, 25syl2anc 411 . . . . . . . 8 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → {(𝑓𝐴)} = (𝑓 “ {𝐴}))
2726difeq2d 3254 . . . . . . 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 4981 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 “ dom 𝑓) = ran 𝑓
2928eqcomi 2181 . . . . . . . . . 10 ran 𝑓 = (𝑓 “ dom 𝑓)
30 f1ofo 5469 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵)
31 forn 5442 . . . . . . . . . . 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 5466 . . . . . . . . . . 11 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → dom 𝑓 = suc 𝐴)
3433imaeq2d 4971 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → (𝑓 “ dom 𝑓) = (𝑓 “ suc 𝐴))
3529, 32, 343eqtr3a 2234 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → suc 𝐵 = (𝑓 “ suc 𝐴))
3635difeq1d 3253 . . . . . . . 8 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) = ((𝑓 “ suc 𝐴) ∖ {(𝑓𝐴)}))
3736adantl 277 . . . . . . 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 5468 . . . . . . . . . 10 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 ↔ (𝑓:suc 𝐴onto→suc 𝐵 ∧ Fun 𝑓))
3938simprbi 275 . . . . . . . . 9 (𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵 → Fun 𝑓)
40 imadif 5297 . . . . . . . . 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 277 . . . . . . 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 2221 . . . . . 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 2210 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) = (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
4515, 44breqtrd 4030 . . . 4 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
46 simpllr 534 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐵 ∈ ω)
47 fnfvelrn 5649 . . . . . . . 8 ((𝑓 Fn suc 𝐴𝐴 ∈ suc 𝐴) → (𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓)
4822, 24, 47syl2anc 411 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓)
4931eleq2d 2247 . . . . . . . . 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 277 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → ((𝑓𝐴) ∈ ran 𝑓 ↔ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵))
5248, 51mpbid 147 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵)
53 phplem3g 6856 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ ω ∧ (𝑓𝐴) ∈ suc 𝐵) → 𝐵 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
5446, 52, 53syl2anc 411 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐵 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}))
5554ensymd 6783 . . . 4 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ≈ 𝐵)
56 entr 6784 . . . 4 ((𝐴 ≈ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ∧ (suc 𝐵 ∖ {(𝑓𝐴)}) ≈ 𝐵) → 𝐴𝐵)
5745, 55, 56syl2anc 411 . . 3 ((((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) ∧ 𝑓:suc 𝐴1-1-onto→suc 𝐵) → 𝐴𝐵)
583, 57exlimddv 1898 . 2 (((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) ∧ suc 𝐴 ≈ suc 𝐵) → 𝐴𝐵)
5958ex 115 1 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐵 ∈ ω) → (suc 𝐴 ≈ suc 𝐵𝐴𝐵))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1353  wex 1492  wcel 2148  cdif 3127  wss 3130  {csn 3593   class class class wbr 4004  Ord word 4363  Oncon0 4364  suc csuc 4366  ωcom 4590  ccnv 4626  dom cdm 4627  ran crn 4628  cima 4630  Fun wfun 5211   Fn wfn 5212  1-1wf1 5214  ontowfo 5215  1-1-ontowf1o 5216  cfv 5217  cen 6738
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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4122  ax-nul 4130  ax-pow 4175  ax-pr 4210  ax-un 4434  ax-setind 4537  ax-iinf 4588
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-ral 2460  df-rex 2461  df-rab 2464  df-v 2740  df-sbc 2964  df-dif 3132  df-un 3134  df-in 3136  df-ss 3143  df-nul 3424  df-pw 3578  df-sn 3599  df-pr 3600  df-op 3602  df-uni 3811  df-int 3846  df-br 4005  df-opab 4066  df-tr 4103  df-id 4294  df-iord 4367  df-on 4369  df-suc 4372  df-iom 4591  df-xp 4633  df-rel 4634  df-cnv 4635  df-co 4636  df-dm 4637  df-rn 4638  df-res 4639  df-ima 4640  df-iota 5179  df-fun 5219  df-fn 5220  df-f 5221  df-f1 5222  df-fo 5223  df-f1o 5224  df-fv 5225  df-er 6535  df-en 6741
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator