ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  xnn0nnen GIF version

Theorem xnn0nnen 10604
Description: The set of extended nonnegative integers is equinumerous to the set of natural numbers. (Contributed by Jim Kingdon, 14-Jul-2025.)
Assertion
Ref Expression
xnn0nnen 0* ≈ ℕ

Proof of Theorem xnn0nnen
StepHypRef Expression
1 fnresi 5403 . . . . . . . 8 ( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0
2 pnfex 8146 . . . . . . . . 9 +∞ ∈ V
3 neg1z 9424 . . . . . . . . . 10 -1 ∈ ℤ
43elexi 2786 . . . . . . . . 9 -1 ∈ V
52, 4fnsn 5337 . . . . . . . 8 {⟨+∞, -1⟩} Fn {+∞}
61, 5pm3.2i 272 . . . . . . 7 (( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0 ∧ {⟨+∞, -1⟩} Fn {+∞})
7 disj 3513 . . . . . . . 8 ((ℕ0 ∩ {+∞}) = ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ ℕ0 ¬ 𝑥 ∈ {+∞})
8 nn0nepnf 9386 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ ℕ0𝑥 ≠ +∞)
9 nelsn 3673 . . . . . . . . 9 (𝑥 ≠ +∞ → ¬ 𝑥 ∈ {+∞})
108, 9syl 14 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ ℕ0 → ¬ 𝑥 ∈ {+∞})
117, 10mprgbir 2565 . . . . . . 7 (ℕ0 ∩ {+∞}) = ∅
12 fnun 5391 . . . . . . 7 (((( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0 ∧ {⟨+∞, -1⟩} Fn {+∞}) ∧ (ℕ0 ∩ {+∞}) = ∅) → (( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) Fn (ℕ0 ∪ {+∞}))
136, 11, 12mp2an 426 . . . . . 6 (( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) Fn (ℕ0 ∪ {+∞})
14 uncom 3321 . . . . . . 7 (( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) = ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0))
15 df-xnn0 9379 . . . . . . . 8 0* = (ℕ0 ∪ {+∞})
1615eqcomi 2210 . . . . . . 7 (ℕ0 ∪ {+∞}) = ℕ0*
17 fneq12 5376 . . . . . . 7 (((( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) = ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) ∧ (ℕ0 ∪ {+∞}) = ℕ0*) → ((( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) Fn (ℕ0 ∪ {+∞}) ↔ ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ℕ0*))
1814, 16, 17mp2an 426 . . . . . 6 ((( I ↾ ℕ0) ∪ {⟨+∞, -1⟩}) Fn (ℕ0 ∪ {+∞}) ↔ ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ℕ0*)
1913, 18mpbi 145 . . . . 5 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ℕ0*
204, 2fnsn 5337 . . . . . . . . . 10 {⟨-1, +∞⟩} Fn {-1}
2120, 1pm3.2i 272 . . . . . . . . 9 ({⟨-1, +∞⟩} Fn {-1} ∧ ( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0)
22 disj 3513 . . . . . . . . . 10 (({-1} ∩ ℕ0) = ∅ ↔ ∀𝑥 ∈ {-1} ¬ 𝑥 ∈ ℕ0)
23 neg1lt0 9164 . . . . . . . . . . . 12 -1 < 0
24 nn0nlt0 9341 . . . . . . . . . . . 12 (-1 ∈ ℕ0 → ¬ -1 < 0)
2523, 24mt2 641 . . . . . . . . . . 11 ¬ -1 ∈ ℕ0
26 elsni 3656 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ {-1} → 𝑥 = -1)
2726eleq1d 2275 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ {-1} → (𝑥 ∈ ℕ0 ↔ -1 ∈ ℕ0))
2825, 27mtbiri 677 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ {-1} → ¬ 𝑥 ∈ ℕ0)
2922, 28mprgbir 2565 . . . . . . . . 9 ({-1} ∩ ℕ0) = ∅
30 fnun 5391 . . . . . . . . 9 ((({⟨-1, +∞⟩} Fn {-1} ∧ ( I ↾ ℕ0) Fn ℕ0) ∧ ({-1} ∩ ℕ0) = ∅) → ({⟨-1, +∞⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0))
3121, 29, 30mp2an 426 . . . . . . . 8 ({⟨-1, +∞⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0)
32 cnvun 5097 . . . . . . . . . 10 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) = ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0))
332, 4cnvsn 5174 . . . . . . . . . . 11 {⟨+∞, -1⟩} = {⟨-1, +∞⟩}
34 cnvresid 5357 . . . . . . . . . . 11 ( I ↾ ℕ0) = ( I ↾ ℕ0)
3533, 34uneq12i 3329 . . . . . . . . . 10 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) = ({⟨-1, +∞⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0))
3632, 35eqtri 2227 . . . . . . . . 9 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) = ({⟨-1, +∞⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0))
3736fneq1i 5377 . . . . . . . 8 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0) ↔ ({⟨-1, +∞⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0))
3831, 37mpbir 146 . . . . . . 7 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0)
39 fzosn 10356 . . . . . . . . . . 11 (-1 ∈ ℤ → (-1..^(-1 + 1)) = {-1})
403, 39ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 (-1..^(-1 + 1)) = {-1}
41 ax-1cn 8038 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℂ
4241, 41negsubdii 8377 . . . . . . . . . . . 12 -(1 − 1) = (-1 + 1)
43 1m1e0 9125 . . . . . . . . . . . . 13 (1 − 1) = 0
4441, 41subcli 8368 . . . . . . . . . . . . . 14 (1 − 1) ∈ ℂ
45 negeq0 8346 . . . . . . . . . . . . . 14 ((1 − 1) ∈ ℂ → ((1 − 1) = 0 ↔ -(1 − 1) = 0))
4644, 45ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . 13 ((1 − 1) = 0 ↔ -(1 − 1) = 0)
4743, 46mpbi 145 . . . . . . . . . . . 12 -(1 − 1) = 0
4842, 47eqtr3i 2229 . . . . . . . . . . 11 (-1 + 1) = 0
4948oveq2i 5968 . . . . . . . . . 10 (-1..^(-1 + 1)) = (-1..^0)
5040, 49eqtr3i 2229 . . . . . . . . 9 {-1} = (-1..^0)
51 nn0uz 9703 . . . . . . . . 9 0 = (ℤ‘0)
5250, 51uneq12i 3329 . . . . . . . 8 ({-1} ∪ ℕ0) = ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0))
5352fneq2i 5378 . . . . . . 7 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ({-1} ∪ ℕ0) ↔ ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0)))
5438, 53mpbi 145 . . . . . 6 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0))
55 0z 9403 . . . . . . . . 9 0 ∈ ℤ
56 neg1rr 9162 . . . . . . . . . 10 -1 ∈ ℝ
57 0re 8092 . . . . . . . . . 10 0 ∈ ℝ
5856, 57, 23ltleii 8195 . . . . . . . . 9 -1 ≤ 0
59 eluz2 9674 . . . . . . . . 9 (0 ∈ (ℤ‘-1) ↔ (-1 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ ℤ ∧ -1 ≤ 0))
603, 55, 58, 59mpbir3an 1182 . . . . . . . 8 0 ∈ (ℤ‘-1)
61 fzouzsplit 10323 . . . . . . . 8 (0 ∈ (ℤ‘-1) → (ℤ‘-1) = ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0)))
6260, 61ax-mp 5 . . . . . . 7 (ℤ‘-1) = ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0))
6362fneq2i 5378 . . . . . 6 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn (ℤ‘-1) ↔ ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ((-1..^0) ∪ (ℤ‘0)))
6454, 63mpbir 146 . . . . 5 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn (ℤ‘-1)
6519, 64pm3.2i 272 . . . 4 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ℕ0*({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn (ℤ‘-1))
66 dff1o4 5542 . . . 4 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)):ℕ0*1-1-onto→(ℤ‘-1) ↔ (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn ℕ0*({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)) Fn (ℤ‘-1)))
6765, 66mpbir 146 . . 3 ({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)):ℕ0*1-1-onto→(ℤ‘-1)
68 nn0ex 9321 . . . . . 6 0 ∈ V
692snex 4237 . . . . . 6 {+∞} ∈ V
7068, 69unex 4496 . . . . 5 (ℕ0 ∪ {+∞}) ∈ V
7115, 70eqeltri 2279 . . . 4 0* ∈ V
7271f1oen 6863 . . 3 (({⟨+∞, -1⟩} ∪ ( I ↾ ℕ0)):ℕ0*1-1-onto→(ℤ‘-1) → ℕ0* ≈ (ℤ‘-1))
7367, 72ax-mp 5 . 2 0* ≈ (ℤ‘-1)
74 uzennn 10603 . . 3 (-1 ∈ ℤ → (ℤ‘-1) ≈ ℕ)
753, 74ax-mp 5 . 2 (ℤ‘-1) ≈ ℕ
7673, 75entri 6891 1 0* ≈ ℕ
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wa 104  wb 105   = wceq 1373  wcel 2177  wne 2377  Vcvv 2773  cun 3168  cin 3169  c0 3464  {csn 3638  cop 3641   class class class wbr 4051   I cid 4343  ccnv 4682  cres 4685   Fn wfn 5275  1-1-ontowf1o 5279  cfv 5280  (class class class)co 5957  cen 6838  cc 7943  0cc0 7945  1c1 7946   + caddc 7948  +∞cpnf 8124   < clt 8127  cle 8128  cmin 8263  -cneg 8264  cn 9056  0cn0 9315  0*cxnn0 9378  cz 9392  cuz 9668  ..^cfzo 10284
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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2179  ax-14 2180  ax-ext 2188  ax-coll 4167  ax-sep 4170  ax-pow 4226  ax-pr 4261  ax-un 4488  ax-setind 4593  ax-cnex 8036  ax-resscn 8037  ax-1cn 8038  ax-1re 8039  ax-icn 8040  ax-addcl 8041  ax-addrcl 8042  ax-mulcl 8043  ax-addcom 8045  ax-addass 8047  ax-distr 8049  ax-i2m1 8050  ax-0lt1 8051  ax-0id 8053  ax-rnegex 8054  ax-cnre 8056  ax-pre-ltirr 8057  ax-pre-ltwlin 8058  ax-pre-lttrn 8059  ax-pre-apti 8060  ax-pre-ltadd 8061
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2193  df-cleq 2199  df-clel 2202  df-nfc 2338  df-ne 2378  df-nel 2473  df-ral 2490  df-rex 2491  df-reu 2492  df-rab 2494  df-v 2775  df-sbc 3003  df-csb 3098  df-dif 3172  df-un 3174  df-in 3176  df-ss 3183  df-nul 3465  df-pw 3623  df-sn 3644  df-pr 3645  df-op 3647  df-uni 3857  df-int 3892  df-iun 3935  df-br 4052  df-opab 4114  df-mpt 4115  df-id 4348  df-xp 4689  df-rel 4690  df-cnv 4691  df-co 4692  df-dm 4693  df-rn 4694  df-res 4695  df-ima 4696  df-iota 5241  df-fun 5282  df-fn 5283  df-f 5284  df-f1 5285  df-fo 5286  df-f1o 5287  df-fv 5288  df-riota 5912  df-ov 5960  df-oprab 5961  df-mpo 5962  df-1st 6239  df-2nd 6240  df-er 6633  df-en 6841  df-pnf 8129  df-mnf 8130  df-xr 8131  df-ltxr 8132  df-le 8133  df-sub 8265  df-neg 8266  df-inn 9057  df-n0 9316  df-xnn0 9379  df-z 9393  df-uz 9669  df-fz 10151  df-fzo 10285
This theorem is referenced by:  nninfct  12437
  Copyright terms: Public domain W3C validator