Theorem fineqvlem 9222

Description: Lemma for fineqv 9223. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Jan-2013.) (Proof shortened by Stefan O'Rear, 3-Nov-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 17-May-2015.)

Assertion

Ref	Expression
fineqvlem	⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ω ≼ 𝒫 𝒫 𝐴)

Proof of Theorem fineqvlem

Dummy variables 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pwexg 5349	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝒫 𝐴 ∈ V)
2	1	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → 𝒫 𝐴 ∈ V)
3	2	pwexd 5350	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → 𝒫 𝒫 𝐴 ∈ V)
4		ssrab2 4034	. . . . 5 ⊢ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ⊆ 𝒫 𝐴
5		elpw2g 5304	. . . . . 6 ⊢ (𝒫 𝐴 ∈ V → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∈ 𝒫 𝒫 𝐴 ↔ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ⊆ 𝒫 𝐴))
6	2, 5	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∈ 𝒫 𝒫 𝐴 ↔ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ⊆ 𝒫 𝐴))
7	4, 6	mpbiri 261	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∈ 𝒫 𝒫 𝐴)
8	7	a1d 26	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (𝑏 ∈ ω → {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∈ 𝒫 𝒫 𝐴))
9		isinf 9221	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∀𝑏 ∈ ω ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
10	9	r19.21bi 3257	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑏 ∈ ω) → ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
11	10	ad2ant2lr 760	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
12		velpw 4567	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ↔ 𝑒 ⊆ 𝐴)
13	12	biimpri 231	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ⊆ 𝐴 → 𝑒 ∈ 𝒫 𝐴)
14	13	anim1i 626	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏) → (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
15		breq1 5112	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑑 = 𝑒 → (𝑑 ≈ 𝑏 ↔ 𝑒 ≈ 𝑏))
16	15	elrab 3650	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ↔ (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
17	14, 16	sylibr 237	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏) → 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏})
18	17	eximi 1865	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏) → ∃𝑒 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏})
19	11, 18	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ∃𝑒 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏})
20		eleq2 2852	. . . . . . . . 9 ⊢ ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ↔ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐}))
21	20	biimpcd 252	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐}))
22	21	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏}) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐}))
23	16	simprbi 502	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} → 𝑒 ≈ 𝑏)
24		breq1 5112	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑑 = 𝑒 → (𝑑 ≈ 𝑐 ↔ 𝑒 ≈ 𝑐))
25	24	elrab 3650	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} ↔ (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐))
26	25	simprbi 502	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑒 ≈ 𝑐)
27		ensym 8996	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ≈ 𝑏 → 𝑏 ≈ 𝑒)
28		entr 8999	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑏 ≈ 𝑒 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐) → 𝑏 ≈ 𝑐)
29	27, 28	sylan 591	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑒 ≈ 𝑏 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐) → 𝑏 ≈ 𝑐)
30	23, 26, 29	syl2an 607	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐}) → 𝑏 ≈ 𝑐)
31	30	ex 417	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} → (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 ≈ 𝑐))
32	31	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏}) → (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 ≈ 𝑐))
33		nneneq 9186	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω) → (𝑏 ≈ 𝑐 ↔ 𝑏 = 𝑐))
34	33	biimpd 232	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω) → (𝑏 ≈ 𝑐 → 𝑏 = 𝑐))
35	34	ad2antlr 739	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏}) → (𝑏 ≈ 𝑐 → 𝑏 = 𝑐))
36	22, 32, 35	3syld 61	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏}) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 = 𝑐))
37	19, 36	exlimddv 1965	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 = 𝑐))
38		breq2 5113	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑑 ≈ 𝑏 ↔ 𝑑 ≈ 𝑐))
39	38	rabbidv 3423	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐})
40	37, 39	impbid1 228	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} ↔ 𝑏 = 𝑐))
41	40	ex 417	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ((𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} ↔ 𝑏 = 𝑐)))
42	8, 41	dom2d 8986	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (𝒫 𝒫 𝐴 ∈ V → ω ≼ 𝒫 𝒫 𝐴))
43	3, 42	mpd 16	1 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ω ≼ 𝒫 𝒫 𝐴)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570  ∃wex 1809   ∈ wcel 2143  {crab 3416  Vcvv 3455   ⊆ wss 3905  𝒫 cpw 4562   class class class wbr 5109  ωcom 7858   ≈ cen 8936   ≼ cdom 8937  Fincfn 8939

This proof depends on 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

This proof 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-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-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-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-om 7859  df-1o 8449  df-er 8690  df-en 8940  df-dom 8941  df-fin 8943

This theorem is used by:  fineqv  9223  isfin1-2  10373