Theorem infn0 9341

Description: An infinite set is not empty. For a shorter proof using ax-un 7746, see infn0ALT 9342. (Contributed by NM, 23-Oct-2004.) Avoid ax-un 7746. (Revised by BTernaryTau, 8-Jan-2025.)

Assertion

Ref	Expression
infn0	⊢ (ω ≼ 𝐴 → 𝐴 ≠ ∅)

Proof of Theorem infn0

Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		brdomi 8989	. 2 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑓 𝑓:ω–1-1→𝐴)
2		peano1 7900	. . . . . 6 ⊢ ∅ ∈ ω
3		f1f1orn 6854	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓:ω–1-1→𝐴 → 𝑓:ω–1-1-onto→ran 𝑓)
4	3	adantr 479	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → 𝑓:ω–1-1-onto→ran 𝑓)
5		f1f 6798	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓:ω–1-1→𝐴 → 𝑓:ω⟶𝐴)
6	5	frnd 6736	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓:ω–1-1→𝐴 → ran 𝑓 ⊆ 𝐴)
7		sseq0 4404	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((ran 𝑓 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → ran 𝑓 = ∅)
8	6, 7	sylan 578	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → ran 𝑓 = ∅)
9	8	f1oeq3d 6840	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → (𝑓:ω–1-1-onto→ran 𝑓 ↔ 𝑓:ω–1-1-onto→∅))
10	4, 9	mpbid 231	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → 𝑓:ω–1-1-onto→∅)
11		f1ocnv 6855	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓:ω–1-1-onto→∅ → ◡𝑓:∅–1-1-onto→ω)
12		noel 4333	. . . . . . . 8 ⊢ ¬ ∅ ∈ ∅
13		f1o00 6878	. . . . . . . . . 10 ⊢ (◡𝑓:∅–1-1-onto→ω ↔ (◡𝑓 = ∅ ∧ ω = ∅))
14	13	simprbi 495	. . . . . . . . 9 ⊢ (◡𝑓:∅–1-1-onto→ω → ω = ∅)
15	14	eleq2d 2812	. . . . . . . 8 ⊢ (◡𝑓:∅–1-1-onto→ω → (∅ ∈ ω ↔ ∅ ∈ ∅))
16	12, 15	mtbiri 326	. . . . . . 7 ⊢ (◡𝑓:∅–1-1-onto→ω → ¬ ∅ ∈ ω)
17	10, 11, 16	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅) → ¬ ∅ ∈ ω)
18	2, 17	mt2 199	. . . . 5 ⊢ ¬ (𝑓:ω–1-1→𝐴 ∧ 𝐴 = ∅)
19	18	imnani 399	. . . 4 ⊢ (𝑓:ω–1-1→𝐴 → ¬ 𝐴 = ∅)
20	19	neqned 2937	. . 3 ⊢ (𝑓:ω–1-1→𝐴 → 𝐴 ≠ ∅)
21	20	exlimiv 1926	. 2 ⊢ (∃𝑓 𝑓:ω–1-1→𝐴 → 𝐴 ≠ ∅)
22	1, 21	syl 17	1 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → 𝐴 ≠ ∅)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1534  ∃wex 1774   ∈ wcel 2099   ≠ wne 2930   ⊆ wss 3947  ∅c0 4325   class class class wbr 5153  ^◡ccnv 5681  ran crn 5683  –1-1→wf1 6551  –1-1-onto→wf1o 6553  ωcom 7876   ≼ cdom 8972

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-sep 5304  ax-nul 5311  ax-pr 5433

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-sb 2061  df-mo 2529  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-ne 2931  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rab 3420  df-v 3464  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3967  df-nul 4326  df-if 4534  df-pw 4609  df-sn 4634  df-pr 4636  df-op 4640  df-uni 4914  df-br 5154  df-opab 5216  df-tr 5271  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-ord 6379  df-on 6380  df-lim 6381  df-fun 6556  df-fn 6557  df-f 6558  df-f1 6559  df-fo 6560  df-f1o 6561  df-om 7877  df-dom 8976

This theorem is referenced by:  infpwfien  10105  infxp  10258  infpss  10260  alephmul  10621  csdfil  23889