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

Theorem infpss 10254
Description: Every infinite set has an equinumerous proper subset, proved without AC or Infinity. Exercise 7 of [TakeutiZaring] p. 91. See also infpssALT 10351. (Contributed by NM, 23-Oct-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
infpss (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝐴))
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem infpss
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 infn0 9338 . . 3 (ω ≼ 𝐴𝐴 ≠ ∅)
2 n0 4359 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦𝐴)
31, 2sylib 218 . 2 (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑦 𝑦𝐴)
4 reldom 8990 . . . . . 6 Rel ≼
54brrelex2i 5746 . . . . 5 (ω ≼ 𝐴𝐴 ∈ V)
65difexd 5337 . . . 4 (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ∖ {𝑦}) ∈ V)
76adantr 480 . . 3 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ∈ V)
8 simpr 484 . . . . 5 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → 𝑦𝐴)
9 difsnpss 4812 . . . . 5 (𝑦𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴)
108, 9sylib 218 . . . 4 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴)
11 infdifsn 9695 . . . . 5 (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)
1211adantr 480 . . . 4 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)
1310, 12jca 511 . . 3 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → ((𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴 ∧ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴))
14 psseq1 4100 . . . 4 (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → (𝑥𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴))
15 breq1 5151 . . . 4 (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → (𝑥𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴))
1614, 15anbi12d 632 . . 3 (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → ((𝑥𝐴𝑥𝐴) ↔ ((𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴 ∧ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)))
177, 13, 16spcedv 3598 . 2 ((ω ≼ 𝐴𝑦𝐴) → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝐴))
183, 17exlimddv 1933 1 (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑥(𝑥𝐴𝑥𝐴))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1537  wex 1776  wcel 2106  wne 2938  Vcvv 3478  cdif 3960  wpss 3964  c0 4339  {csn 4631   class class class wbr 5148  ωcom 7887  cen 8981  cdom 8982
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
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-ral 3060  df-rex 3069  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-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-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-om 7888  df-er 8744  df-en 8985  df-dom 8986
This theorem is referenced by:  isfin4-2  10352
  Copyright terms: Public domain W3C validator