Theorem domtriom 10130

Description: Trichotomy of equinumerosity for ω, proven using countable choice. Equivalently, all Dedekind-finite sets (as in isfin4-2 10001) are finite in the usual sense and conversely. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Feb-2013.)

Hypothesis

Ref	Expression
domtriom.1	⊢ 𝐴 ∈ V

Assertion

Ref	Expression
domtriom	⊢ (ω ≼ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 ≺ ω)

Proof of Theorem domtriom

Dummy variables 𝑏 𝑛 𝑦 𝑗 𝑘 𝑚 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		domnsym 8839	. 2 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ¬ 𝐴 ≺ ω)
2		isfinite 9340	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝐴 ≺ ω)
3		domtriom.1	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ V
4		eqid 2738	. . . 4 ⊢ {𝑦 ∣ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑦 ≈ 𝒫 𝑛)} = {𝑦 ∣ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑦 ≈ 𝒫 𝑛)}
5		fveq2 6756	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → (𝑏‘𝑚) = (𝑏‘𝑛))
6		fveq2 6756	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑏‘𝑗) = (𝑏‘𝑘))
7	6	cbviunv 4966	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑘)
8		iuneq1 4937	. . . . . . 7 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ∪ 𝑘 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑘) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘))
9	7, 8	eqtrid 2790	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘))
10	5, 9	difeq12d 4054	. . . . 5 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ((𝑏‘𝑚) ∖ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗)) = ((𝑏‘𝑛) ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘)))
11	10	cbvmptv 5183	. . . 4 ⊢ (𝑚 ∈ ω ↦ ((𝑏‘𝑚) ∖ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗))) = (𝑛 ∈ ω ↦ ((𝑏‘𝑛) ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘)))
12	3, 4, 11	domtriomlem 10129	. . 3 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ Fin → ω ≼ 𝐴)
13	2, 12	sylnbir 330	. 2 ⊢ (¬ 𝐴 ≺ ω → ω ≼ 𝐴)
14	1, 13	impbii 208	1 ⊢ (ω ≼ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 ≺ ω)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∈ wcel 2108  {cab 2715  Vcvv 3422   ∖ cdif 3880   ⊆ wss 3883  𝒫 cpw 4530  ∪ ciun 4921   class class class wbr 5070   ↦ cmpt 5153  ‘cfv 6418  ωcom 7687   ≈ cen 8688   ≼ cdom 8689   ≺ csdm 8690  Fincfn 8691

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-inf2 9329  ax-cc 10122

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-oadd 8271  df-er 8456  df-map 8575  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-dju 9590  df-card 9628

This theorem is referenced by:  fin41  10131  dominf  10132