Theorem domtriom 10422

Description: Trichotomy of equinumerosity for ω, proven using countable choice. Equivalently, all Dedekind-finite sets (as in isfin4-2 10293) 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 9087	. 2 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ¬ 𝐴 ≺ ω)
2		isfinite 9617	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝐴 ≺ ω)
3		domtriom.1	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ V
4		eqid 2763	. . . 4 ⊢ {𝑦 ∣ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑦 ≈ 𝒫 𝑛)} = {𝑦 ∣ (𝑦 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑦 ≈ 𝒫 𝑛)}
5		fveq2 6881	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → (𝑏‘𝑚) = (𝑏‘𝑛))
6		fveq2 6881	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑏‘𝑗) = (𝑏‘𝑘))
7	6	cbviunv 5003	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑘)
8		iuneq1 4973	. . . . . . 7 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ∪ 𝑘 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑘) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘))
9	7, 8	eqtrid 2810	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗) = ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘))
10	5, 9	difeq12d 4082	. . . . 5 ⊢ (𝑚 = 𝑛 → ((𝑏‘𝑚) ∖ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗)) = ((𝑏‘𝑛) ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘)))
11	10	cbvmptv 5215	. . . 4 ⊢ (𝑚 ∈ ω ↦ ((𝑏‘𝑚) ∖ ∪ 𝑗 ∈ 𝑚 (𝑏‘𝑗))) = (𝑛 ∈ ω ↦ ((𝑏‘𝑛) ∖ ∪ 𝑘 ∈ 𝑛 (𝑏‘𝑘)))
12	3, 4, 11	domtriomlem 10421	. . 3 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ Fin → ω ≼ 𝐴)
13	2, 12	sylnbir 334	. 2 ⊢ (¬ 𝐴 ≺ ω → ω ≼ 𝐴)
14	1, 13	impbii 212	1 ⊢ (ω ≼ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 ≺ ω)

Syntax hints:  ¬ wn 3   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∈ wcel 2143  {cab 2741  Vcvv 3455   ∖ cdif 3902   ⊆ wss 3905  𝒫 cpw 4562  ∪ ciun 4956   class class class wbr 5109   ↦ cmpt 5192  ‘cfv 6536  ωcom 7858   ≈ cen 8936   ≼ cdom 8937   ≺ csdm 8938  Fincfn 8939

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-inf2 9606  ax-cc 10414

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-oadd 8453  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-dju 9883  df-card 9921

This theorem is referenced by:  fin41  10423  dominf  10424