Theorem hasheqf1oi 14417

Description: The size of two sets is equal if there is a bijection mapping one of the sets onto the other. (Contributed by Alexander van der Vekens, 25-Dec-2017.) (Revised by AV, 4-May-2021.)

Assertion

Ref	Expression
hasheqf1oi	⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑓   𝐵,𝑓   𝑓,𝑉

Proof of Theorem hasheqf1oi

Dummy variable 𝑔 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hasheqf1o 14415	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin) → ((♯‘𝐴) = (♯‘𝐵) ↔ ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵))
2	1	biimprd 251	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
3	2	a1d 26	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
4		fiinfnf1o 14416	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → ¬ ∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵)
5	4	pm2.21d 122	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
6	5	a1d 26	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
7		fiinfnf1o 14416	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → ¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴)
8		19.41v 1982	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑓(𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ↔ (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉))
9		f1orel 6824	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → Rel 𝑓)
10	9	adantr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → Rel 𝑓)
11		f1ocnvb 6835	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Rel 𝑓 → (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ↔ ◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴))
12	10, 11	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ↔ ◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴))
13		f1of 6821	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → 𝑓:𝐴⟶𝐵)
14		fex 7228	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑓:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → 𝑓 ∈ V)
15	13, 14	sylan 592	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → 𝑓 ∈ V)
16		cnvexg 7924	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓 ∈ V → ◡𝑓 ∈ V)
17		f1oeq1 6809	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑔 = ◡𝑓 → (𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 ↔ ◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴))
18	17	spcegv 3554	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (◡𝑓 ∈ V → (◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴 → ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴))
19	15, 16, 18	3syl 19	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴 → ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴))
20		pm2.24 125	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
21	19, 20	syl6 36	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (◡𝑓:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
22	12, 21	sylbid 243	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
23	22	com12 33	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
24	23	anabsi5 682	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
25	24	exlimiv 1963	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑓(𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
26	8, 25	sylbir 238	. . . . . 6 ⊢ ((∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
27	26	ex 418	. . . . 5 ⊢ (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (𝐴 ∈ 𝑉 → (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
28	27	com13 89	. . . 4 ⊢ (¬ ∃𝑔 𝑔:𝐵–1-1-onto→𝐴 → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
29	7, 28	syl 18	. . 3 ⊢ ((𝐵 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
30	29	ancoms 464	. 2 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
31		hashinf 14401	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ¬ 𝐴 ∈ Fin) → (♯‘𝐴) = +∞)
32	31	expcom 419	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝐴 ∈ Fin → (𝐴 ∈ 𝑉 → (♯‘𝐴) = +∞))
33	32	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (♯‘𝐴) = +∞))
34	33	imp 412	. . . . . . 7 ⊢ (((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (♯‘𝐴) = +∞)
35	34	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ∧ 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵) → (♯‘𝐴) = +∞)
36		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ (((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → 𝐴 ∈ 𝑉)
37		f1ofo 6829	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → 𝑓:𝐴–onto→𝐵)
38		focdmex 7956	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑓:𝐴–onto→𝐵 → 𝐵 ∈ V))
39	38	imp 412	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓:𝐴–onto→𝐵) → 𝐵 ∈ V)
40	36, 37, 39	syl2an 608	. . . . . . 7 ⊢ ((((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ∧ 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵) → 𝐵 ∈ V)
41		hashinf 14401	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ V ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (♯‘𝐵) = +∞)
42	41	expcom 419	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝐵 ∈ Fin → (𝐵 ∈ V → (♯‘𝐵) = +∞))
43	42	ad3antlr 744	. . . . . . 7 ⊢ ((((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ∧ 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵) → (𝐵 ∈ V → (♯‘𝐵) = +∞))
44	40, 43	mpd 16	. . . . . 6 ⊢ ((((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ∧ 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵) → (♯‘𝐵) = +∞)
45	35, 44	eqtr4d 2800	. . . . 5 ⊢ ((((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) ∧ 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵) → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))
46	45	ex 418	. . . 4 ⊢ (((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
47	46	exlimdv 1966	. . 3 ⊢ (((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))
48	47	ex 418	. 2 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵))))
49	3, 6, 30, 48	4cases 1056	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓 𝑓:𝐴–1-1-onto→𝐵 → (♯‘𝐴) = (♯‘𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145  Vcvv 3453  ^◡ccnv 5658  Rel wrel 5664  ⟶wf 6533  –onto→wfo 6535  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537  Fincfn 8955  +∞cpnf 11267  ♯chash 14396

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204

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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-er 8699  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-card 9947  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12261  df-n0 12532  df-z 12619  df-uz 12891  df-hash 14397

This theorem is used by:  hashf1rn  14418  hasheqf1od  14419  2lgslem1  27628  nbedgusgr  29818  rusgrnumwrdl2  30032  wwlksnexthasheq  30357  rusgrnumwlkg  30434  numclwwlkqhash  30841  bj-finsumval0  38024  aks6d1c2  42983