MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  hashge2el2dif Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hashge2el2dif 14516
Description: A set with size at least 2 has at least 2 different elements. (Contributed by AV, 18-Mar-2019.)
Assertion
Ref Expression
hashge2el2dif ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ∃𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥𝑦)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐷   𝑥,𝑉,𝑦

Proof of Theorem hashge2el2dif
StepHypRef Expression
1 fveq2 6907 . . . . . . 7 (𝐷 = {𝑥} → (♯‘𝐷) = (♯‘{𝑥}))
2 hashsng 14405 . . . . . . 7 (𝑥𝐷 → (♯‘{𝑥}) = 1)
31, 2sylan9eqr 2797 . . . . . 6 ((𝑥𝐷𝐷 = {𝑥}) → (♯‘𝐷) = 1)
43ralimiaa 3080 . . . . 5 (∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥} → ∀𝑥𝐷 (♯‘𝐷) = 1)
5 0re 11261 . . . . . . . . . . . . . 14 0 ∈ ℝ
6 1re 11259 . . . . . . . . . . . . . 14 1 ∈ ℝ
75, 6readdcli 11274 . . . . . . . . . . . . 13 (0 + 1) ∈ ℝ
87a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (0 + 1) ∈ ℝ)
9 2re 12338 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℝ
109a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → 2 ∈ ℝ)
11 hashcl 14392 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐷 ∈ Fin → (♯‘𝐷) ∈ ℕ0)
1211nn0red 12586 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐷 ∈ Fin → (♯‘𝐷) ∈ ℝ)
1312adantr 480 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (♯‘𝐷) ∈ ℝ)
148, 10, 133jca 1127 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → ((0 + 1) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (♯‘𝐷) ∈ ℝ))
15 0p1e1 12386 . . . . . . . . . . . . . . 15 (0 + 1) = 1
16 1lt2 12435 . . . . . . . . . . . . . . 15 1 < 2
1715, 16eqbrtri 5169 . . . . . . . . . . . . . 14 (0 + 1) < 2
1817jctl 523 . . . . . . . . . . . . 13 (2 ≤ (♯‘𝐷) → ((0 + 1) < 2 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)))
1918adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ((0 + 1) < 2 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)))
2019adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → ((0 + 1) < 2 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)))
21 ltleletr 11352 . . . . . . . . . . 11 (((0 + 1) ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ (♯‘𝐷) ∈ ℝ) → (((0 + 1) < 2 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (0 + 1) ≤ (♯‘𝐷)))
2214, 20, 21sylc 65 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (0 + 1) ≤ (♯‘𝐷))
2311nn0zd 12637 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐷 ∈ Fin → (♯‘𝐷) ∈ ℤ)
24 0z 12622 . . . . . . . . . . . . 13 0 ∈ ℤ
2523, 24jctil 519 . . . . . . . . . . . 12 (𝐷 ∈ Fin → (0 ∈ ℤ ∧ (♯‘𝐷) ∈ ℤ))
2625adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (0 ∈ ℤ ∧ (♯‘𝐷) ∈ ℤ))
27 zltp1le 12665 . . . . . . . . . . 11 ((0 ∈ ℤ ∧ (♯‘𝐷) ∈ ℤ) → (0 < (♯‘𝐷) ↔ (0 + 1) ≤ (♯‘𝐷)))
2826, 27syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (0 < (♯‘𝐷) ↔ (0 + 1) ≤ (♯‘𝐷)))
2922, 28mpbird 257 . . . . . . . . 9 ((𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → 0 < (♯‘𝐷))
30 0ltpnf 13162 . . . . . . . . . 10 0 < +∞
31 simpl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → 𝐷𝑉)
3231anim2i 617 . . . . . . . . . . . 12 ((¬ 𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (¬ 𝐷 ∈ Fin ∧ 𝐷𝑉))
3332ancomd 461 . . . . . . . . . . 11 ((¬ 𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (𝐷𝑉 ∧ ¬ 𝐷 ∈ Fin))
34 hashinf 14371 . . . . . . . . . . 11 ((𝐷𝑉 ∧ ¬ 𝐷 ∈ Fin) → (♯‘𝐷) = +∞)
3533, 34syl 17 . . . . . . . . . 10 ((¬ 𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → (♯‘𝐷) = +∞)
3630, 35breqtrrid 5186 . . . . . . . . 9 ((¬ 𝐷 ∈ Fin ∧ (𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷))) → 0 < (♯‘𝐷))
3729, 36pm2.61ian 812 . . . . . . . 8 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → 0 < (♯‘𝐷))
38 hashgt0n0 14401 . . . . . . . 8 ((𝐷𝑉 ∧ 0 < (♯‘𝐷)) → 𝐷 ≠ ∅)
3937, 38syldan 591 . . . . . . 7 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → 𝐷 ≠ ∅)
40 rspn0 4362 . . . . . . 7 (𝐷 ≠ ∅ → (∀𝑥𝐷 (♯‘𝐷) = 1 → (♯‘𝐷) = 1))
4139, 40syl 17 . . . . . 6 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (∀𝑥𝐷 (♯‘𝐷) = 1 → (♯‘𝐷) = 1))
42 breq2 5152 . . . . . . . . 9 ((♯‘𝐷) = 1 → (2 ≤ (♯‘𝐷) ↔ 2 ≤ 1))
436, 9ltnlei 11380 . . . . . . . . . . 11 (1 < 2 ↔ ¬ 2 ≤ 1)
44 pm2.21 123 . . . . . . . . . . 11 (¬ 2 ≤ 1 → (2 ≤ 1 → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
4543, 44sylbi 217 . . . . . . . . . 10 (1 < 2 → (2 ≤ 1 → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
4616, 45ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (2 ≤ 1 → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥})
4742, 46biimtrdi 253 . . . . . . . 8 ((♯‘𝐷) = 1 → (2 ≤ (♯‘𝐷) → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
4847com12 32 . . . . . . 7 (2 ≤ (♯‘𝐷) → ((♯‘𝐷) = 1 → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
4948adantl 481 . . . . . 6 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ((♯‘𝐷) = 1 → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
5041, 49syldc 48 . . . . 5 (∀𝑥𝐷 (♯‘𝐷) = 1 → ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
514, 50syl 17 . . . 4 (∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥} → ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
52 ax-1 6 . . . 4 (¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥} → ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥}))
5351, 52pm2.61i 182 . . 3 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ¬ ∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥})
54 eqsn 4834 . . . . . 6 (𝐷 ≠ ∅ → (𝐷 = {𝑥} ↔ ∀𝑦𝐷 𝑦 = 𝑥))
5539, 54syl 17 . . . . 5 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (𝐷 = {𝑥} ↔ ∀𝑦𝐷 𝑦 = 𝑥))
56 equcom 2015 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥𝑥 = 𝑦)
5756a1i 11 . . . . . 6 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (𝑦 = 𝑥𝑥 = 𝑦))
5857ralbidv 3176 . . . . 5 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (∀𝑦𝐷 𝑦 = 𝑥 ↔ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦))
5955, 58bitrd 279 . . . 4 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (𝐷 = {𝑥} ↔ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦))
6059ralbidv 3176 . . 3 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → (∀𝑥𝐷 𝐷 = {𝑥} ↔ ∀𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦))
6153, 60mtbid 324 . 2 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ¬ ∀𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
62 df-ne 2939 . . . . . 6 (𝑥𝑦 ↔ ¬ 𝑥 = 𝑦)
6362rexbii 3092 . . . . 5 (∃𝑦𝐷 𝑥𝑦 ↔ ∃𝑦𝐷 ¬ 𝑥 = 𝑦)
64 rexnal 3098 . . . . 5 (∃𝑦𝐷 ¬ 𝑥 = 𝑦 ↔ ¬ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
6563, 64bitri 275 . . . 4 (∃𝑦𝐷 𝑥𝑦 ↔ ¬ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
6665rexbii 3092 . . 3 (∃𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥𝑦 ↔ ∃𝑥𝐷 ¬ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
67 rexnal 3098 . . 3 (∃𝑥𝐷 ¬ ∀𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦 ↔ ¬ ∀𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
6866, 67bitri 275 . 2 (∃𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥𝑦 ↔ ¬ ∀𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥 = 𝑦)
6961, 68sylibr 234 1 ((𝐷𝑉 ∧ 2 ≤ (♯‘𝐷)) → ∃𝑥𝐷𝑦𝐷 𝑥𝑦)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  wrex 3068  c0 4339  {csn 4631   class class class wbr 5148  cfv 6563  (class class class)co 7431  Fincfn 8984  cr 11152  0cc0 11153  1c1 11154   + caddc 11156  +∞cpnf 11290   < clt 11293  cle 11294  2c2 12319  cz 12611  chash 14366
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-card 9977  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-n0 12525  df-xnn0 12598  df-z 12612  df-uz 12877  df-fz 13545  df-hash 14367
This theorem is referenced by:  hashge2el2difb  14518  fundmge2nop0  14538  tglowdim1  28523  cyc3conja  33160
  Copyright terms: Public domain W3C validator