Theorem hash3tpde 14665

Description: A set of size three is an unordered triple of three different elements. (Contributed by AV, 21-Jul-2025.)

Assertion

Ref	Expression
hash3tpde	⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → ∃𝑎∃𝑏∃𝑐((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}))

Distinct variable groups:   𝑉,𝑎,𝑏,𝑐   𝑊,𝑎,𝑏,𝑐

Proof of Theorem hash3tpde

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hash3tr 14663	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → ∃𝑎∃𝑏∃𝑐 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐})
2		ax-1 6	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) → (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
3		3ianor 1124	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ↔ (¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ∨ ¬ 𝑎 ≠ 𝑐 ∨ ¬ 𝑏 ≠ 𝑐))
4		nne 2963	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ 𝑎 = 𝑏)
5		nne 2963	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝑎 ≠ 𝑐 ↔ 𝑎 = 𝑐)
6		nne 2963	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝑏 ≠ 𝑐 ↔ 𝑏 = 𝑐)
7	4, 5, 6	3orbi123i 1174	. . . . . . . . 9 ⊢ ((¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ∨ ¬ 𝑎 ≠ 𝑐 ∨ ¬ 𝑏 ≠ 𝑐) ↔ (𝑎 = 𝑏 ∨ 𝑎 = 𝑐 ∨ 𝑏 = 𝑐))
8	3, 7	bitri 278	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ↔ (𝑎 = 𝑏 ∨ 𝑎 = 𝑐 ∨ 𝑏 = 𝑐))
9		tpeq1 4703	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 = 𝑏 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑏, 𝑏, 𝑐})
10		tpidm12 4716	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑏, 𝑏, 𝑐} = {𝑏, 𝑐}
11	9, 10	eqtrdi 2814	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = 𝑏 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑏, 𝑐})
12	11	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑎 = 𝑏 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} ↔ 𝑉 = {𝑏, 𝑐}))
13		fveqeq2 6917	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑉 = {𝑏, 𝑐} → ((♯‘𝑉) = 3 ↔ (♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3))
14		hashprlei 14640	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ({𝑏, 𝑐} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑏, 𝑐}) ≤ 2)
15		breq1 5109	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3 → ((♯‘{𝑏, 𝑐}) ≤ 2 ↔ 3 ≤ 2))
16		2lt3 12543	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ 2 < 3
17		2re 12444	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ 2 ∈ ℝ
18		3re 12450	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ 3 ∈ ℝ
19	17, 18	ltnlei 11458	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (2 < 3 ↔ ¬ 3 ≤ 2)
20	16, 19	mpbi 233	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ¬ 3 ≤ 2
21	20	pm2.21i 120	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (3 ≤ 2 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))
22	15, 21	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3 → ((♯‘{𝑏, 𝑐}) ≤ 2 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
23	22	com12 33	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((♯‘{𝑏, 𝑐}) ≤ 2 → ((♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
24	23	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑏, 𝑐} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑏, 𝑐}) ≤ 2) → ((♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
25	14, 24	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘{𝑏, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))
26	13, 25	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 = {𝑏, 𝑐} → ((♯‘𝑉) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
27	26	adantld 496	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑉 = {𝑏, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
28	12, 27	biimtrdi 256	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 = 𝑏 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))))
29		tpeq1 4703	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑐, 𝑏, 𝑐})
30		tpidm13 4717	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑐, 𝑏, 𝑐} = {𝑐, 𝑏}
31	29, 30	eqtrdi 2814	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑐, 𝑏})
32	31	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} ↔ 𝑉 = {𝑐, 𝑏}))
33		fveqeq2 6917	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑉 = {𝑐, 𝑏} → ((♯‘𝑉) = 3 ↔ (♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3))
34		hashprlei 14640	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ({𝑐, 𝑏} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑐, 𝑏}) ≤ 2)
35		breq1 5109	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3 → ((♯‘{𝑐, 𝑏}) ≤ 2 ↔ 3 ≤ 2))
36	35, 21	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3 → ((♯‘{𝑐, 𝑏}) ≤ 2 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
37	36	com12 33	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((♯‘{𝑐, 𝑏}) ≤ 2 → ((♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
38	37	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑐, 𝑏} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑐, 𝑏}) ≤ 2) → ((♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
39	34, 38	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘{𝑐, 𝑏}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))
40	33, 39	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 = {𝑐, 𝑏} → ((♯‘𝑉) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
41	40	adantld 496	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑉 = {𝑐, 𝑏} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
42	32, 41	biimtrdi 256	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))))
43		tpeq2 4704	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑎, 𝑐, 𝑐})
44		tpidm23 4718	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑎, 𝑐, 𝑐} = {𝑎, 𝑐}
45	43, 44	eqtrdi 2814	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → {𝑎, 𝑏, 𝑐} = {𝑎, 𝑐})
46	45	eqeq2d 2774	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} ↔ 𝑉 = {𝑎, 𝑐}))
47		fveqeq2 6917	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑉 = {𝑎, 𝑐} → ((♯‘𝑉) = 3 ↔ (♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3))
48		hashprlei 14640	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ({𝑎, 𝑐} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑎, 𝑐}) ≤ 2)
49		breq1 5109	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3 → ((♯‘{𝑎, 𝑐}) ≤ 2 ↔ 3 ≤ 2))
50	49, 21	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3 → ((♯‘{𝑎, 𝑐}) ≤ 2 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
51	50	com12 33	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((♯‘{𝑎, 𝑐}) ≤ 2 → ((♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
52	51	adantl 487	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑎, 𝑐} ∈ Fin ∧ (♯‘{𝑎, 𝑐}) ≤ 2) → ((♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
53	48, 52	ax-mp 5	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((♯‘{𝑎, 𝑐}) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))
54	47, 53	biimtrdi 256	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 = {𝑎, 𝑐} → ((♯‘𝑉) = 3 → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
55	54	adantld 496	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑉 = {𝑎, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
56	46, 55	biimtrdi 256	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))))
57	28, 42, 56	3jaoi 1455	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑎 = 𝑏 ∨ 𝑎 = 𝑐 ∨ 𝑏 = 𝑐) → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))))
58	57	impcomd 417	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑎 = 𝑏 ∨ 𝑎 = 𝑐 ∨ 𝑏 = 𝑐) → (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
59	8, 58	sylbi 220	. . . . . . 7 ⊢ (¬ (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) → (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐)))
60	2, 59	pm2.61i 184	. . . . . 6 ⊢ (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → (𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐))
61		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐})
62	60, 61	jca 521	. . . . 5 ⊢ (((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}) → ((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}))
63	62	ex 418	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐})))
64	63	eximdv 1952	. . 3 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (∃𝑐 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ∃𝑐((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐})))
65	64	2eximdv 1954	. 2 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → (∃𝑎∃𝑏∃𝑐 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐} → ∃𝑎∃𝑏∃𝑐((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐})))
66	1, 65	mpd 16	1 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ (♯‘𝑉) = 3) → ∃𝑎∃𝑏∃𝑐((𝑎 ≠ 𝑏 ∧ 𝑎 ≠ 𝑐 ∧ 𝑏 ≠ 𝑐) ∧ 𝑉 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ w3o 1102   ∧ w3a 1103   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  {cpr 4590  {ctp 4592   class class class wbr 5106  ‘cfv 6558  Fincfn 9001   < clt 11370   ≤ cle 11371  2c2 12424  3c3 12425  ♯chash 14501

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-3o 8506  df-oadd 8508  df-er 8745  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-dju 10009  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-n0 12634  df-xnn0 12707  df-z 12721  df-uz 12993  df-fz 13667  df-hash 14502

This theorem is used by:  hash3tpexb  14666