Theorem hashgt12el 14137

Description: In a set with more than one element are two different elements. (Contributed by Alexander van der Vekens, 15-Nov-2017.)

Assertion

Ref	Expression
hashgt12el	⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏)

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

Allowed substitution hint:   𝑊(𝑏)

Proof of Theorem hashgt12el

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hash0 14082	. . . 4 ⊢ (♯‘∅) = 0
2		fveq2 6774	. . . 4 ⊢ (∅ = 𝑉 → (♯‘∅) = (♯‘𝑉))
3	1, 2	eqtr3id 2792	. . 3 ⊢ (∅ = 𝑉 → 0 = (♯‘𝑉))
4		breq2 5078	. . . . . . . 8 ⊢ ((♯‘𝑉) = 0 → (1 < (♯‘𝑉) ↔ 1 < 0))
5	4	biimpd 228	. . . . . . 7 ⊢ ((♯‘𝑉) = 0 → (1 < (♯‘𝑉) → 1 < 0))
6	5	eqcoms 2746	. . . . . 6 ⊢ (0 = (♯‘𝑉) → (1 < (♯‘𝑉) → 1 < 0))
7		0le1 11498	. . . . . . 7 ⊢ 0 ≤ 1
8		0re 10977	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 ∈ ℝ
9		1re 10975	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ
10	8, 9	lenlti 11095	. . . . . . . 8 ⊢ (0 ≤ 1 ↔ ¬ 1 < 0)
11		pm2.21 123	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 1 < 0 → (1 < 0 → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
12	10, 11	sylbi 216	. . . . . . 7 ⊢ (0 ≤ 1 → (1 < 0 → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
13	7, 12	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ (1 < 0 → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏)
14	6, 13	syl6com 37	. . . . 5 ⊢ (1 < (♯‘𝑉) → (0 = (♯‘𝑉) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
15	14	adantl 482	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → (0 = (♯‘𝑉) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
16	15	com12 32	. . 3 ⊢ (0 = (♯‘𝑉) → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
17	3, 16	syl 17	. 2 ⊢ (∅ = 𝑉 → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
18		df-ne 2944	. . . 4 ⊢ (∅ ≠ 𝑉 ↔ ¬ ∅ = 𝑉)
19		necom 2997	. . . 4 ⊢ (∅ ≠ 𝑉 ↔ 𝑉 ≠ ∅)
20	18, 19	bitr3i 276	. . 3 ⊢ (¬ ∅ = 𝑉 ↔ 𝑉 ≠ ∅)
21		ralnex 3167	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑎 ∈ 𝑉 ¬ ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ¬ ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏)
22		ralnex 3167	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝑉 ¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ¬ ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏)
23		nne 2947	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ 𝑎 = 𝑏)
24		equcom 2021	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑎 = 𝑏 ↔ 𝑏 = 𝑎)
25	23, 24	bitri 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ 𝑏 = 𝑎)
26	25	ralbii 3092	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝑉 ¬ 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎)
27	22, 26	bitr3i 276	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎)
28	27	ralbii 3092	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑎 ∈ 𝑉 ¬ ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎)
29	21, 28	bitr3i 276	. . . . . . 7 ⊢ (¬ ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎)
30		eqsn 4762	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 ≠ ∅ → (𝑉 = {𝑎} ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎))
31	30	adantl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (𝑉 = {𝑎} ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎))
32	31	bicomd 222	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎 ↔ 𝑉 = {𝑎}))
33	32	ralbidv 3112	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝑉 𝑉 = {𝑎}))
34		fveq2 6774	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) = (♯‘{𝑎}))
35		hashsnle1 14132	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (♯‘{𝑎}) ≤ 1
36	34, 35	eqbrtrdi 5113	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1)
37	36	a1i 11	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑎 ∈ 𝑉) → (𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1))
38	37	reximdva0 4285	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 (𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1))
39		r19.36v 3272	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑎 ∈ 𝑉 (𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1))
40	38, 39	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 𝑉 = {𝑎} → (♯‘𝑉) ≤ 1))
41	33, 40	sylbid 239	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎 → (♯‘𝑉) ≤ 1))
42		hashxrcl 14072	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑉 ∈ 𝑊 → (♯‘𝑉) ∈ ℝ*)
43	42	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (♯‘𝑉) ∈ ℝ*)
44		1xr 11034	. . . . . . . . 9 ⊢ 1 ∈ ℝ*
45		xrlenlt 11040	. . . . . . . . 9 ⊢ (((♯‘𝑉) ∈ ℝ* ∧ 1 ∈ ℝ*) → ((♯‘𝑉) ≤ 1 ↔ ¬ 1 < (♯‘𝑉)))
46	43, 44, 45	sylancl 586	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → ((♯‘𝑉) ≤ 1 ↔ ¬ 1 < (♯‘𝑉)))
47	41, 46	sylibd 238	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 𝑏 = 𝑎 → ¬ 1 < (♯‘𝑉)))
48	29, 47	syl5bi 241	. . . . . 6 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (¬ ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏 → ¬ 1 < (♯‘𝑉)))
49	48	con4d 115	. . . . 5 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 𝑉 ≠ ∅) → (1 < (♯‘𝑉) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
50	49	impancom 452	. . . 4 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → (𝑉 ≠ ∅ → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
51	50	com12 32	. . 3 ⊢ (𝑉 ≠ ∅ → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
52	20, 51	sylbi 216	. 2 ⊢ (¬ ∅ = 𝑉 → ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏))
53	17, 52	pm2.61i 182	1 ⊢ ((𝑉 ∈ 𝑊 ∧ 1 < (♯‘𝑉)) → ∃𝑎 ∈ 𝑉 ∃𝑏 ∈ 𝑉 𝑎 ≠ 𝑏)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2943  ∀wral 3064  ∃wrex 3065  ∅c0 4256  {csn 4561   class class class wbr 5074  ‘cfv 6433  0cc0 10871  1c1 10872  ℝ^*cxr 11008   < clt 11009   ≤ cle 11010  ♯chash 14044

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-card 9697  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-n0 12234  df-xnn0 12306  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-hash 14045

This theorem is referenced by:  hashgt23el  14139  symgpssefmnd  19003  ring1ne0  19830  frgrwopreglem5  28685  frgrwopreglem5ALT  28686