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Theorem findcard 9184
Description: Schema for induction on the cardinality of a finite set. The inductive hypothesis is that the result is true on the given set with any one element removed. The result is then proven to be true for all finite sets. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)
Hypotheses
Ref Expression
findcard.1 (𝑥 = ∅ → (𝜑 ↔ 𝜓))
findcard.2 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝜑 ↔ 𝜒))
findcard.3 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑 ↔ 𝜃))
findcard.4 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑 ↔ 𝜏))
findcard.5 𝜓
findcard.6 (𝑦 ∈ Fin → (∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒 → 𝜃))
Assertion
Ref Expression
findcard (𝐴 ∈ Fin → 𝜏)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝜓,𝑥   𝜒,𝑥   𝜃,𝑥   𝜏,𝑥   𝜑,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝜓(𝑦, 𝑧)   𝜒(𝑦, 𝑧)   𝜃(𝑦, 𝑧)   𝜏(𝑦, 𝑧)

Proof of Theorem findcard
Dummy variables 𝑤 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 findcard.4 . 2 (𝑥 = 𝐴 → (𝜑 ↔ 𝜏))
2 isfi 9007 . . 3 (𝑥 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑥 ≈ 𝑤)
3 breq2 5106 . . . . . . . 8 (𝑤 = ∅ → (𝑥 ≈ 𝑤 ↔ 𝑥 ≈ ∅))
43imbi1d 344 . . . . . . 7 (𝑤 = ∅ → ((𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
54albidv 1952 . . . . . 6 (𝑤 = ∅ → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)))
6 breq2 5106 . . . . . . . 8 (𝑤 = 𝑣 → (𝑥 ≈ 𝑤 ↔ 𝑥 ≈ 𝑣))
76imbi1d 344 . . . . . . 7 (𝑤 = 𝑣 → ((𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ (𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑)))
87albidv 1952 . . . . . 6 (𝑤 = 𝑣 → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑)))
9 breq2 5106 . . . . . . . 8 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑥 ≈ 𝑤 ↔ 𝑥 ≈ suc 𝑣))
109imbi1d 344 . . . . . . 7 (𝑤 = suc 𝑣 → ((𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ (𝑥 ≈ suc 𝑣 → 𝜑)))
1110albidv 1952 . . . . . 6 (𝑤 = suc 𝑣 → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑) ↔ ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣 → 𝜑)))
12 en0 9050 . . . . . . . 8 (𝑥 ≈ ∅ ↔ 𝑥 = ∅)
13 findcard.5 . . . . . . . . 9 𝜓
14 findcard.1 . . . . . . . . 9 (𝑥 = ∅ → (𝜑 ↔ 𝜓))
1513, 14mpbiri 261 . . . . . . . 8 (𝑥 = ∅ → 𝜑)
1612, 15sylbi 220 . . . . . . 7 (𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
1716ax-gen 1827 . . . . . 6 ∀𝑥(𝑥 ≈ ∅ → 𝜑)
18 peano2 7903 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑣 ∈ ω → suc 𝑣 ∈ ω)
19 breq2 5106 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 = suc 𝑣 → (𝑦 ≈ 𝑤 ↔ 𝑦 ≈ suc 𝑣))
2019rspcev 3576 . . . . . . . . . . . . 13 ((suc 𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦 ≈ 𝑤)
2118, 20sylan 592 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∃𝑤 ∈ ω 𝑦 ≈ 𝑤)
22 isfi 9007 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ Fin ↔ ∃𝑤 ∈ ω 𝑦 ≈ 𝑤)
2321, 22sylibr 237 . . . . . . . . . . 11 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
24233adant2 1149 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝑦 ∈ Fin)
25 dif1ennn 9183 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣 ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
26253expa 1136 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣)
27 vex 3454 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑦 ∈ V
2827difexi 5291 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∖ {𝑧}) ∈ V
29 breq1 5105 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝑥 ≈ 𝑣 ↔ (𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣))
30 findcard.2 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → (𝜑 ↔ 𝜒))
3129, 30imbi12d 347 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = (𝑦 ∖ {𝑧}) → ((𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) ↔ ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣 → 𝜒)))
3228, 31spcv 3559 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → ((𝑦 ∖ {𝑧}) ≈ 𝑣 → 𝜒))
3326, 32syl5com 32 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ 𝑧 ∈ 𝑦) → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → 𝜒))
3433ralrimdva 3162 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → ∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒))
3534imp 412 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑣 ∈ ω ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) ∧ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑)) → ∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒)
3635an32s 665 . . . . . . . . . . 11 (((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑)) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒)
37363impa 1127 . . . . . . . . . 10 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → ∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒)
38 findcard.6 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ Fin → (∀𝑧 ∈ 𝑦 𝜒 → 𝜃))
3924, 37, 38sylc 66 . . . . . . . . 9 ((𝑣 ∈ ω ∧ ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) ∧ 𝑦 ≈ suc 𝑣) → 𝜃)
40393exp 1137 . . . . . . . 8 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → (𝑦 ≈ suc 𝑣 → 𝜃)))
4140alrimdv 1961 . . . . . . 7 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣 → 𝜃)))
42 breq1 5105 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ≈ suc 𝑣 ↔ 𝑦 ≈ suc 𝑣))
43 findcard.3 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑦 → (𝜑 ↔ 𝜃))
4442, 43imbi12d 347 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ≈ suc 𝑣 → 𝜑) ↔ (𝑦 ≈ suc 𝑣 → 𝜃)))
4544cbvalvw 2068 . . . . . . 7 (∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣 → 𝜑) ↔ ∀𝑦(𝑦 ≈ suc 𝑣 → 𝜃))
4641, 45imbitrrdi 255 . . . . . 6 (𝑣 ∈ ω → (∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑣 → 𝜑) → ∀𝑥(𝑥 ≈ suc 𝑣 → 𝜑)))
475, 8, 11, 17, 46finds1 7913 . . . . 5 (𝑤 ∈ ω → ∀𝑥(𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑))
484719.21bi 2225 . . . 4 (𝑤 ∈ ω → (𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑))
4948rexlimiv 3156 . . 3 (∃𝑤 ∈ ω 𝑥 ≈ 𝑤 → 𝜑)
502, 49sylbi 220 . 2 (𝑥 ∈ Fin → 𝜑)
511, 50vtoclga 3536 1 (𝐴 ∈ Fin → 𝜏)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103  ∀wal 1567   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ∖ cdif 4044  ∅c0 4277  {csn 4584   class class class wbr 5102  suc csuc 6366  ωcom 7879   ≈ cen 8975  Fincfn 8978
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-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pr 5390  ax-un 7753
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-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  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-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-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-om 7880  df-en 8979  df-fin 8982
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