MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fin23lem23 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fin23lem23 10317
Description: Lemma for fin23lem22 10318. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Nov-2014.)
Assertion
Ref Expression
fin23lem23 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
Distinct variable group:   𝑖,𝑗,𝑆

Proof of Theorem fin23lem23
Dummy variable 𝑎 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fin23lem26 10316 . 2 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
2 ensym 8995 . . . . . 6 ((𝑎𝑆) ≈ 𝑖𝑖 ≈ (𝑎𝑆))
3 entr 8998 . . . . . 6 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖𝑖 ≈ (𝑎𝑆)) → (𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆))
42, 3sylan2 592 . . . . 5 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → (𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆))
5 simpl 482 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑆 ⊆ ω)
6 simprl 768 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑗𝑆)
75, 6sseldd 3975 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑗 ∈ ω)
8 nnfi 9163 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ω → 𝑗 ∈ Fin)
9 inss1 4220 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑆) ⊆ 𝑗
10 ssfi 9169 . . . . . . . . 9 ((𝑗 ∈ Fin ∧ (𝑗𝑆) ⊆ 𝑗) → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
118, 9, 10sylancl 585 . . . . . . . 8 (𝑗 ∈ ω → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
127, 11syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑗𝑆) ∈ Fin)
13 simprr 770 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑎𝑆)
145, 13sseldd 3975 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → 𝑎 ∈ ω)
15 nnfi 9163 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ω → 𝑎 ∈ Fin)
16 inss1 4220 . . . . . . . . 9 (𝑎𝑆) ⊆ 𝑎
17 ssfi 9169 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ Fin ∧ (𝑎𝑆) ⊆ 𝑎) → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
1815, 16, 17sylancl 585 . . . . . . . 8 (𝑎 ∈ ω → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
1914, 18syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑎𝑆) ∈ Fin)
20 nnord 7856 . . . . . . . . . 10 (𝑗 ∈ ω → Ord 𝑗)
21 nnord 7856 . . . . . . . . . 10 (𝑎 ∈ ω → Ord 𝑎)
22 ordtri2or2 6453 . . . . . . . . . 10 ((Ord 𝑗 ∧ Ord 𝑎) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
2320, 21, 22syl2an 595 . . . . . . . . 9 ((𝑗 ∈ ω ∧ 𝑎 ∈ ω) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
247, 14, 23syl2anc 583 . . . . . . . 8 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (𝑗𝑎𝑎𝑗))
25 ssrin 4225 . . . . . . . . 9 (𝑗𝑎 → (𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆))
26 ssrin 4225 . . . . . . . . 9 (𝑎𝑗 → (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆))
2725, 26orim12i 905 . . . . . . . 8 ((𝑗𝑎𝑎𝑗) → ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆)))
2824, 27syl 17 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆)))
29 fin23lem25 10315 . . . . . . 7 (((𝑗𝑆) ∈ Fin ∧ (𝑎𝑆) ∈ Fin ∧ ((𝑗𝑆) ⊆ (𝑎𝑆) ∨ (𝑎𝑆) ⊆ (𝑗𝑆))) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆)))
3012, 19, 28, 29syl3anc 1368 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆)))
31 ordom 7858 . . . . . . 7 Ord ω
32 fin23lem24 10313 . . . . . . 7 (((Ord ω ∧ 𝑆 ⊆ ω) ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) = (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
3331, 32mpanl1 697 . . . . . 6 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) = (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
3430, 33bitrd 279 . . . . 5 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → ((𝑗𝑆) ≈ (𝑎𝑆) ↔ 𝑗 = 𝑎))
354, 34imbitrid 243 . . . 4 ((𝑆 ⊆ ω ∧ (𝑗𝑆𝑎𝑆)) → (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
3635ralrimivva 3192 . . 3 (𝑆 ⊆ ω → ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
3736ad2antrr 723 . 2 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎))
38 ineq1 4197 . . . 4 (𝑗 = 𝑎 → (𝑗𝑆) = (𝑎𝑆))
3938breq1d 5148 . . 3 (𝑗 = 𝑎 → ((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ↔ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖))
4039reu4 3719 . 2 (∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ↔ (∃𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ ∀𝑗𝑆𝑎𝑆 (((𝑗𝑆) ≈ 𝑖 ∧ (𝑎𝑆) ≈ 𝑖) → 𝑗 = 𝑎)))
411, 37, 40sylanbrc 582 1 (((𝑆 ⊆ ω ∧ ¬ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑖 ∈ ω) → ∃!𝑗𝑆 (𝑗𝑆) ≈ 𝑖)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 395  wo 844   = wceq 1533  wcel 2098  wral 3053  wrex 3062  ∃!wreu 3366  cin 3939  wss 3940   class class class wbr 5138  Ord word 6353  ωcom 7848  cen 8932  Fincfn 8935
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2695  ax-sep 5289  ax-nul 5296  ax-pow 5353  ax-pr 5417  ax-un 7718
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2526  df-eu 2555  df-clab 2702  df-cleq 2716  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2933  df-ral 3054  df-rex 3063  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3425  df-v 3468  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3959  df-nul 4315  df-if 4521  df-pw 4596  df-sn 4621  df-pr 4623  df-op 4627  df-uni 4900  df-int 4941  df-br 5139  df-opab 5201  df-mpt 5222  df-tr 5256  df-id 5564  df-eprel 5570  df-po 5578  df-so 5579  df-fr 5621  df-we 5623  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-ord 6357  df-on 6358  df-lim 6359  df-suc 6360  df-iota 6485  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-om 7849  df-1o 8461  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939
This theorem is referenced by:  fin23lem22  10318  fin23lem27  10319
  Copyright terms: Public domain W3C validator