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Theorem fictb 10325
Description: A set is countable iff its collection of finite intersections is countable. (Contributed by Jeff Hankins, 24-Aug-2009.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 17-May-2015.)
Assertion
Ref Expression
fictb (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ≼ ω ↔ (fi‘𝐴) ≼ ω))

Proof of Theorem fictb
Dummy variables 𝑥 𝑓 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 brdomi 8989 . . . . 5 (𝐴 ≼ ω → ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω)
21adantl 487 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ 𝐴 ≼ ω) → ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω)
3 reldom 8982 . . . . . 6 Rel ≼
43brrelex2i 5707 . . . . 5 (𝐴 ≼ ω → ω ∈ V)
5 omelon2 7890 . . . . . . . . . . 11 (ω ∈ V → ω ∈ On)
65ad2antlr 740 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ω ∈ On)
7 pwexg 5339 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝒫 𝐴 ∈ V)
87ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 𝐴 ∈ V)
9 inex1g 5278 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝐴 ∈ V → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∈ V)
108, 9syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∈ V)
11 difss 4072 . . . . . . . . . . . 12 ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ⊆ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
12 ssdomg 9030 . . . . . . . . . . . 12 ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∈ V → (((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ⊆ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)))
1310, 11, 12mpisyl 22 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ (𝒫 𝐴 ∩ Fin))
14 f1f1orn 6836 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑓:𝐴–1-1→ω → 𝑓:𝐴–1-1-onto→ran 𝑓)
1514adantl 487 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝑓:𝐴–1-1-onto→ran 𝑓)
16 f1opwfi 9348 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝐴–1-1-onto→ran 𝑓 → (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ (𝑓 “ 𝑥)):(𝒫 𝐴 ∩ Fin)–1-1-onto→(𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin))
1715, 16syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ (𝑓 “ 𝑥)):(𝒫 𝐴 ∩ Fin)–1-1-onto→(𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin))
18 f1oeng 9000 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∈ V ∧ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ↦ (𝑓 “ 𝑥)):(𝒫 𝐴 ∩ Fin)–1-1-onto→(𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin)) → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≈ (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin))
1910, 17, 18syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≈ (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin))
20 pwexg 5339 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (ω ∈ V → 𝒫 ω ∈ V)
2120ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 ω ∈ V)
22 inex1g 5278 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝒫 ω ∈ V → (𝒫 ω ∩ Fin) ∈ V)
2321, 22syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ω ∩ Fin) ∈ V)
24 f1f 6778 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑓:𝐴–1-1→ω → 𝑓:𝐴⟶ω)
2524frnd 6718 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑓:𝐴–1-1→ω → ran 𝑓 ⊆ ω)
2625adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ran 𝑓 ⊆ ω)
2726sspwd 4569 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 ran 𝑓 ⊆ 𝒫 ω)
2827ssrind 4140 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ⊆ (𝒫 ω ∩ Fin))
29 ssdomg 9030 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝒫 ω ∩ Fin) ∈ V → ((𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ⊆ (𝒫 ω ∩ Fin) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ (𝒫 ω ∩ Fin)))
3023, 28, 29sylc 66 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ (𝒫 ω ∩ Fin))
31 sneq 4590 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑓 = 𝑧 → {𝑓} = {𝑧})
32 pweq 4570 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑓 = 𝑧 → 𝒫 𝑓 = 𝒫 𝑧)
3331, 32xpeq12d 5681 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑓 = 𝑧 → ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3433cbviunv 4996 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑥 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)
35 iuneq1 4967 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑦 → ∪ 𝑧 ∈ 𝑥 ({𝑧} × 𝒫 𝑧) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3634, 35eqtrid 2807 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑦 → ∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3736fveq2d 6889 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑦 → (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓)) = (card‘∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)))
3837cbvmptv 5208 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓))) = (𝑦 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)))
3938ackbij1 10318 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓))):(𝒫 ω ∩ Fin)–1-1-onto→ω
40 f1oeng 9000 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝒫 ω ∩ Fin) ∈ V ∧ (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓))):(𝒫 ω ∩ Fin)–1-1-onto→ω) → (𝒫 ω ∩ Fin) ≈ ω)
4123, 39, 40sylancl 598 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ω ∩ Fin) ≈ ω)
42 domentr 9043 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ (𝒫 ω ∩ Fin) ∧ (𝒫 ω ∩ Fin) ≈ ω) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ ω)
4330, 41, 42syl2anc 596 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ ω)
44 endomtr 9042 . . . . . . . . . . . 12 (((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≈ (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ∧ (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ≼ ω) → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≼ ω)
4519, 43, 44syl2anc 596 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≼ ω)
46 domtr 9037 . . . . . . . . . . 11 ((((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ≼ ω) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ ω)
4713, 45, 46syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ ω)
48 ondomen 10119 . . . . . . . . . 10 ((ω ∈ On ∧ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ ω) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∈ dom card)
496, 47, 48syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∈ dom card)
50 eqid 2760 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦) = (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦)
5150fifo 9427 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦):((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})–onto→(fi‘𝐴))
5251ad2antrr 739 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦):((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})–onto→(fi‘𝐴))
53 fodomnum 10139 . . . . . . . . 9 (((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∈ dom card → ((𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦):((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})–onto→(fi‘𝐴) → (fi‘𝐴) ≼ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅})))
5449, 52, 53sylc 66 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (fi‘𝐴) ≼ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}))
55 domtr 9037 . . . . . . . 8 (((fi‘𝐴) ≼ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ∧ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ≼ ω) → (fi‘𝐴) ≼ ω)
5654, 47, 55syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (fi‘𝐴) ≼ ω)
5756ex 418 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) → (𝑓:𝐴–1-1→ω → (fi‘𝐴) ≼ ω))
5857exlimdv 1965 . . . . 5 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω → (fi‘𝐴) ≼ ω))
594, 58sylan2 605 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ 𝐴 ≼ ω) → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω → (fi‘𝐴) ≼ ω))
602, 59mpd 16 . . 3 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ 𝐴 ≼ ω) → (fi‘𝐴) ≼ ω)
6160ex 418 . 2 (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ≼ ω → (fi‘𝐴) ≼ ω))
62 fvex 6898 . . . 4 (fi‘𝐴) ∈ V
63 ssfii 9414 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ⊆ (fi‘𝐴))
64 ssdomg 9030 . . . 4 ((fi‘𝐴) ∈ V → (𝐴 ⊆ (fi‘𝐴) → 𝐴 ≼ (fi‘𝐴)))
6562, 63, 64mpsyl 69 . . 3 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ≼ (fi‘𝐴))
66 domtr 9037 . . . 4 ((𝐴 ≼ (fi‘𝐴) ∧ (fi‘𝐴) ≼ ω) → 𝐴 ≼ ω)
6766ex 418 . . 3 (𝐴 ≼ (fi‘𝐴) → ((fi‘𝐴) ≼ ω → 𝐴 ≼ ω))
6865, 67syl 18 . 2 (𝐴 ∈ 𝐵 → ((fi‘𝐴) ≼ ω → 𝐴 ≼ ω))
6961, 68impbid 215 1 (𝐴 ∈ 𝐵 → (𝐴 ≼ ω ↔ (fi‘𝐴) ≼ ω))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401  ∃wex 1811   ∈ wcel 2144  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   ∖ cdif 4045   ∩ cin 4089  ∅c0 4278  𝒫 cpw 4556  {csn 4584  ∩ cint 4906  ∪ ciun 4950   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   × cxp 5648  dom cdm 5650  ran crn 5651   “ cima 5653  Oncon0 6362  –1-1→wf1 6535  –onto→wfo 6536  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538  ωcom 7877   ≈ cen 8973   ≼ cdom 8974  Fincfn 8976  ficfi 9405  cardccrd 10019
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-oadd 8483  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fi 9406  df-dju 9985  df-card 10023  df-acn 10026
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