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Theorem fictb 10303
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 8970 . . . . 5 (𝐴 ≼ ω → ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω)
21adantl 487 . . . 4 ((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ 𝐴 ≼ ω) → ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1→ω)
3 reldom 8963 . . . . . 6 Rel ≼
43brrelex2i 5708 . . . . 5 (𝐴 ≼ ω → ω ∈ V)
5 omelon2 7879 . . . . . . . . . . 11 (ω ∈ V → ω ∈ On)
65ad2antlr 740 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → ω ∈ On)
7 pwexg 5340 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝒫 𝐴 ∈ V)
87ad2antrr 739 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 𝐴 ∈ V)
9 inex1g 5279 . . . . . . . . . . . . 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 4083 . . . . . . . . . . . 12 ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ⊆ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)
12 ssdomg 9011 . . . . . . . . . . . 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 6828 . . . . . . . . . . . . . . 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 9329 . . . . . . . . . . . . . 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 8981 . . . . . . . . . . . . 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 5340 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (ω ∈ V → 𝒫 ω ∈ V)
2120ad2antlr 740 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 ω ∈ V)
22 inex1g 5279 . . . . . . . . . . . . . . 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 6770 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑓:𝐴–1-1→ω → 𝑓:𝐴⟶ω)
2524frnd 6710 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 4570 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → 𝒫 ran 𝑓 ⊆ 𝒫 ω)
2827ssrind 4189 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ω ∈ V) ∧ 𝑓:𝐴–1-1→ω) → (𝒫 ran 𝑓 ∩ Fin) ⊆ (𝒫 ω ∩ Fin))
29 ssdomg 9011 . . . . . . . . . . . . . 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 4594 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑓 = 𝑧 → {𝑓} = {𝑧})
32 pweq 4571 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑓 = 𝑧 → 𝒫 𝑓 = 𝒫 𝑧)
3331, 32xpeq12d 5682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑓 = 𝑧 → ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3433cbviunv 4997 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑥 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)
35 iuneq1 4968 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑥 = 𝑦 → ∪ 𝑧 ∈ 𝑥 ({𝑧} × 𝒫 𝑧) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3634, 35eqtrid 2808 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑦 → ∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓) = ∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧))
3736fveq2d 6881 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑦 → (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓)) = (card‘∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)))
3837cbvmptv 5209 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓))) = (𝑦 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑧 ∈ 𝑦 ({𝑧} × 𝒫 𝑧)))
3938ackbij1 10296 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ (𝒫 ω ∩ Fin) ↦ (card‘∪ 𝑓 ∈ 𝑥 ({𝑓} × 𝒫 𝑓))):(𝒫 ω ∩ Fin)–1-1-onto→ω
40 f1oeng 8981 . . . . . . . . . . . . . 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 9024 . . . . . . . . . . . . 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 9023 . . . . . . . . . . . 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 9018 . . . . . . . . . . 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 10097 . . . . . . . . . 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 2761 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦) = (𝑦 ∈ ((𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∖ {∅}) ↦ ∩ 𝑦)
5150fifo 9408 . . . . . . . . . 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 10117 . . . . . . . . 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 9018 . . . . . . . 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 1966 . . . . 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 6890 . . . 4 (fi‘𝐴) ∈ V
63 ssfii 9395 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ⊆ (fi‘𝐴))
64 ssdomg 9011 . . . 4 ((fi‘𝐴) ∈ V → (𝐴 ⊆ (fi‘𝐴) → 𝐴 ≼ (fi‘𝐴)))
6562, 63, 64mpsyl 69 . . 3 (𝐴 ∈ 𝐵 → 𝐴 ≼ (fi‘𝐴))
66 domtr 9018 . . . 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 1812   ∈ wcel 2145  Vcvv 3451   ∖ cdif 3896   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  𝒫 cpw 4557  {csn 4584  ∩ cint 4907  ∪ ciun 4951   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649  dom cdm 5651  ran crn 5652   “ cima 5654  Oncon0 6355  –1-1→wf1 6528  –onto→wfo 6529  –1-1-onto→wf1o 6530  ‘cfv 6531  ωcom 7866   ≈ cen 8954   ≼ cdom 8955  Fincfn 8957  ficfi 9386  cardccrd 9997
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-oadd 8464  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fi 9387  df-dju 9963  df-card 10001  df-acn 10004
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