Theorem infdif 10161

Description: The cardinality of an infinite set does not change after subtracting a strictly smaller one. Example in [Enderton] p. 164. (Contributed by NM, 22-Oct-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 29-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
infdif	⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≈ 𝐴)

Proof of Theorem infdif

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1 1136	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ∈ dom card)
2		difss 4099	. . 3 ⊢ (𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴
3		ssdomg 8971	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ dom card → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴 → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴))
4	1, 2, 3	mpisyl 21	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴)
5		sdomdom 8951	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ≺ 𝐴 → 𝐵 ≼ 𝐴)
6	5	3ad2ant3 1135	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≼ 𝐴)
7		numdom 9991	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐴) → 𝐵 ∈ dom card)
8	1, 6, 7	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ∈ dom card)
9		unnum 10150	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ 𝐵 ∈ dom card) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card)
10	1, 8, 9	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card)
11		ssun1 4141	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ 𝐵)
12		ssdomg 8971	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card → (𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵)))
13	10, 11, 12	mpisyl 21	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵))
14		undif1 4439	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) = (𝐴 ∪ 𝐵)
15		ssnum 9992	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card)
16	1, 2, 15	sylancl 586	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card)
17		undjudom 10121	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card ∧ 𝐵 ∈ dom card) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
18	16, 8, 17	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
19	14, 18	eqbrtrrid 5143	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
20		domtr 8978	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵) ∧ (𝐴 ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵)) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
21	13, 19, 20	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
22		simp3 1138	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≺ 𝐴)
23		sdomdom 8951	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐵)
24		relsdom 8925	. . . . . . . . . 10 ⊢ Rel ≺
25	24	brrelex2i 5695	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → 𝐵 ∈ V)
26		djudom1 10136	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ V) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
27	23, 25, 26	syl2anc 584	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
28		domtr 8978	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
29	28	ex 412	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
30	21, 29	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
31		simp2 1137	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ 𝐴)
32		domtr 8978	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
33	32	ex 412	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
34	31, 33	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
35		djuinf 10142	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (ω ≼ 𝐵 ↔ ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
36	35	biimpri 228	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ 𝐵)
37		domrefg 8958	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 ∈ dom card → 𝐵 ≼ 𝐵)
38		infdjuabs 10158	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐵 ∧ 𝐵 ≼ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵)
39	38	3com23 1126	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐵 ∧ ω ≼ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵)
40	39	3expia 1121	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐵) → (ω ≼ 𝐵 → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
41	37, 40	mpdan 687	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ dom card → (ω ≼ 𝐵 → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
42	8, 36, 41	syl2im 40	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
43	34, 42	syld 47	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
44		domen2 9084	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵 → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) ↔ 𝐴 ≼ 𝐵))
45	44	biimpcd 249	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ((𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵 → 𝐴 ≼ 𝐵))
46	43, 45	sylcom 30	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ 𝐵))
47	30, 46	syld 47	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ 𝐵))
48		domnsym 9067	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ≼ 𝐵 → ¬ 𝐵 ≺ 𝐴)
49	27, 47, 48	syl56 36	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → ¬ 𝐵 ≺ 𝐴))
50	22, 49	mt2d 136	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵)
51		domtri2 9942	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card) → (𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵))
52	8, 16, 51	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵))
53	50, 52	mpbird 257	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
54	1	difexd 5286	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ V)
55		djudom2 10137	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ V) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
56	53, 54, 55	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
57		domtr 8978	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵))) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
58	21, 56, 57	syl2anc 584	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
59		domtr 8978	. . . . . 6 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵))) → ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
60	31, 58, 59	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
61		djuinf 10142	. . . . 5 ⊢ (ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
62	60, 61	sylibr 234	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
63		domrefg 8958	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
64	16, 63	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
65		infdjuabs 10158	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card ∧ ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵)) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵))
66	16, 62, 64, 65	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵))
67		domentr 8984	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵)) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
68	58, 66, 67	syl2anc 584	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
69		sbth 9061	. 2 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵)) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≈ 𝐴)
70	4, 68, 69	syl2anc 584	1 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≈ 𝐴)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ w3a 1086   ∈ wcel 2109  Vcvv 3447   ∖ cdif 3911   ∪ cun 3912   ⊆ wss 3914   class class class wbr 5107  dom cdm 5638  ωcom 7842   ≈ cen 8915   ≼ cdom 8916   ≺ csdm 8917   ⊔ cdju 9851  cardccrd 9888

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-inf2 9594

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-oadd 8438  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-oi 9463  df-dju 9854  df-card 9892

This theorem is referenced by:  infdif2  10162  alephsuc3  10533  aleph1irr  16214