Theorem infdif 10210

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 1154	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ∈ dom card)
2		difss 4093	. . 3 ⊢ (𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴
3		ssdomg 9006	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ dom card → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴 → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴))
4	1, 2, 3	mpisyl 22	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴)
5		sdomdom 8986	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ≺ 𝐴 → 𝐵 ≼ 𝐴)
6	5	3ad2ant3 1153	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≼ 𝐴)
7		numdom 10041	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐴) → 𝐵 ∈ dom card)
8	1, 6, 7	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ∈ dom card)
9		unnum 10199	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ 𝐵 ∈ dom card) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card)
10	1, 8, 9	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card)
11		ssun1 4134	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ 𝐵)
12		ssdomg 9006	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∪ 𝐵) ∈ dom card → (𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵)))
13	10, 11, 12	mpisyl 22	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵))
14		undif1 4440	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) = (𝐴 ∪ 𝐵)
15		ssnum 10042	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ⊆ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card)
16	1, 2, 15	sylancl 598	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card)
17		undjudom 10170	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card ∧ 𝐵 ∈ dom card) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
18	16, 8, 17	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
19	14, 18	eqbrtrrid 5152	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
20		domtr 9013	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ≼ (𝐴 ∪ 𝐵) ∧ (𝐴 ∪ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵)) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
21	13, 19, 20	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵))
22		simp3 1156	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≺ 𝐴)
23		sdomdom 8986	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐵)
24		relsdom 8959	. . . . . . . . . 10 ⊢ Rel ≺
25	24	brrelex2i 5723	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → 𝐵 ∈ V)
26		djudom1 10185	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ V) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
27	23, 25, 26	syl2anc 596	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
28		domtr 9013	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
29	28	ex 418	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
30	21, 29	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
31		simp2 1155	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ 𝐴)
32		domtr 9013	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
33	32	ex 418	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
34	31, 33	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵)))
35		djuinf 10191	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (ω ≼ 𝐵 ↔ ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵))
36	35	biimpri 231	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ω ≼ 𝐵)
37		domrefg 8993	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐵 ∈ dom card → 𝐵 ≼ 𝐵)
38		infdjuabs 10207	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐵 ∧ 𝐵 ≼ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵)
39	38	3com23 1144	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐵 ∧ ω ≼ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵)
40	39	3expia 1139	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ 𝐵 ≼ 𝐵) → (ω ≼ 𝐵 → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
41	37, 40	mpdan 700	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ dom card → (ω ≼ 𝐵 → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
42	8, 36, 41	syl2im 41	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (ω ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
43	34, 42	syld 48	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → (𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵))
44		domen2 9118	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵 → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) ↔ 𝐴 ≼ 𝐵))
45	44	biimpcd 252	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → ((𝐵 ⊔ 𝐵) ≈ 𝐵 → 𝐴 ≼ 𝐵))
46	43, 45	sylcom 31	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ 𝐵))
47	30, 46	syld 48	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ (𝐵 ⊔ 𝐵) → 𝐴 ≼ 𝐵))
48		domnsym 9101	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ≼ 𝐵 → ¬ 𝐵 ≺ 𝐴)
49	27, 47, 48	syl56 37	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵 → ¬ 𝐵 ≺ 𝐴))
50	22, 49	mt2d 137	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵)
51		domtri2 9994	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐵 ∈ dom card ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card) → (𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵))
52	8, 16, 51	syl2anc 596	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ¬ (𝐴 ∖ 𝐵) ≺ 𝐵))
53	50, 52	mpbird 260	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
54	1	difexd 5307	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ V)
55		djudom2 10186	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ∈ V) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
56	53, 54, 55	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
57		domtr 9013	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ 𝐵) ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵))) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
58	21, 56, 57	syl2anc 596	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
59		domtr 9013	. . . . . 6 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵))) → ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
60	31, 58, 59	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
61		djuinf 10191	. . . . 5 ⊢ (ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ↔ ω ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)))
62	60, 61	sylibr 237	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
63		domrefg 8993	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
64	16, 63	syl 18	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
65		infdjuabs 10207	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ∈ dom card ∧ ω ≼ (𝐴 ∖ 𝐵) ∧ (𝐴 ∖ 𝐵) ≼ (𝐴 ∖ 𝐵)) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵))
66	16, 62, 64, 65	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵))
67		domentr 9019	. . 3 ⊢ ((𝐴 ≼ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ∧ ((𝐴 ∖ 𝐵) ⊔ (𝐴 ∖ 𝐵)) ≈ (𝐴 ∖ 𝐵)) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
68	58, 66, 67	syl2anc 596	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵))
69		sbth 9095	. 2 ⊢ (((𝐴 ∖ 𝐵) ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ (𝐴 ∖ 𝐵)) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≈ 𝐴)
70	4, 68, 69	syl2anc 596	1 ⊢ ((𝐴 ∈ dom card ∧ ω ≼ 𝐴 ∧ 𝐵 ≺ 𝐴) → (𝐴 ∖ 𝐵) ≈ 𝐴)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ w3a 1103   ∈ wcel 2146  Vcvv 3458   ∖ cdif 3905   ∪ cun 3906   ⊆ wss 3908   class class class wbr 5114  dom cdm 5666  ωcom 7871   ≈ cen 8949   ≼ cdom 8950   ≺ csdm 8951   ⊔ cdju 9903  cardccrd 9940

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-inf2 9620

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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-oadd 8466  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-oi 9482  df-dju 9906  df-card 9944

This theorem is used by:  infdif2  10211  alephsuc3  10583  aleph1irr  16327