Theorem fineqvlem 9233

Description: Lemma for fineqv 9234. (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 5351	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝒫 𝐴 ∈ V)
2	1	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → 𝒫 𝐴 ∈ V)
3	2	pwexd 5352	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → 𝒫 𝒫 𝐴 ∈ V)
4		ssrab2 4035	. . . . 5 ⊢ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ⊆ 𝒫 𝐴
5		elpw2g 5306	. . . . . 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 9232	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∀𝑏 ∈ ω ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
10	9	r19.21bi 3259	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑏 ∈ ω) → ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
11	10	ad2ant2lr 761	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ∃𝑒(𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
12		velpw 4569	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ↔ 𝑒 ⊆ 𝐴)
13	12	biimpri 231	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ⊆ 𝐴 → 𝑒 ∈ 𝒫 𝐴)
14	13	anim1i 627	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑒 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏) → (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑏))
15		breq1 5114	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑑 = 𝑒 → (𝑑 ≈ 𝑏 ↔ 𝑒 ≈ 𝑏))
16	15	elrab 3652	. . . . . . . . 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 1868	. . . . . . 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 2854	. . . . . . . . 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 487	. . . . . . 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 503	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} → 𝑒 ≈ 𝑏)
24		breq1 5114	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑑 = 𝑒 → (𝑑 ≈ 𝑐 ↔ 𝑒 ≈ 𝑐))
25	24	elrab 3652	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} ↔ (𝑒 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐))
26	25	simprbi 503	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑒 ≈ 𝑐)
27		ensym 9006	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑒 ≈ 𝑏 → 𝑏 ≈ 𝑒)
28		entr 9009	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑏 ≈ 𝑒 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐) → 𝑏 ≈ 𝑐)
29	27, 28	sylan 592	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑒 ≈ 𝑏 ∧ 𝑒 ≈ 𝑐) → 𝑏 ≈ 𝑐)
30	23, 26, 29	syl2an 608	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} ∧ 𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐}) → 𝑏 ≈ 𝑐)
31	30	ex 418	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} → (𝑒 ∈ {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 ≈ 𝑐))
32	31	adantl 487	. . . . . . 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 9197	. . . . . . . . 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 740	. . . . . . 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 1968	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ 𝑐 ∈ ω)) → ({𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑏} = {𝑑 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ 𝑑 ≈ 𝑐} → 𝑏 = 𝑐))
38		breq2 5115	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑑 ≈ 𝑏 ↔ 𝑑 ≈ 𝑐))
39	38	rabbidv 3425	. . . . 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 418	. . 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 8996	. 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 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146  {crab 3418  Vcvv 3457   ⊆ wss 3906  𝒫 cpw 4564   class class class wbr 5111  ωcom 7868   ≈ cen 8946   ≼ cdom 8947  Fincfn 8949

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-om 7869  df-1o 8459  df-er 8700  df-en 8950  df-dom 8951  df-fin 8953

This theorem is used by:  fineqv  9234  isfin1-2  10384