Theorem infpss 10138

Description: Every infinite set has an equinumerous proper subset, proved without AC or Infinity. Exercise 7 of [TakeutiZaring] p. 91. See also infpssALT 10235. (Contributed by NM, 23-Oct-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 30-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
infpss	⊢ (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑥(𝑥 ⊊ 𝐴 ∧ 𝑥 ≈ 𝐴))

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem infpss

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		infn0 9212	. . 3 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → 𝐴 ≠ ∅)
2		n0 4293	. . 3 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐴)
3	1, 2	sylib 218	. 2 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐴)
4		reldom 8899	. . . . . 6 ⊢ Rel ≼
5	4	brrelex2i 5688	. . . . 5 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → 𝐴 ∈ V)
6	5	difexd 5272	. . . 4 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ∖ {𝑦}) ∈ V)
7	6	adantr 480	. . 3 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ∈ V)
8		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ 𝐴)
9		difsnpss 4752	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴)
10	8, 9	sylib 218	. . . 4 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴)
11		infdifsn 9578	. . . . 5 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)
12	11	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)
13	10, 12	jca 511	. . 3 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → ((𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴 ∧ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴))
14		psseq1 4030	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → (𝑥 ⊊ 𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴))
15		breq1 5088	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → (𝑥 ≈ 𝐴 ↔ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴))
16	14, 15	anbi12d 633	. . 3 ⊢ (𝑥 = (𝐴 ∖ {𝑦}) → ((𝑥 ⊊ 𝐴 ∧ 𝑥 ≈ 𝐴) ↔ ((𝐴 ∖ {𝑦}) ⊊ 𝐴 ∧ (𝐴 ∖ {𝑦}) ≈ 𝐴)))
17	7, 13, 16	spcedv 3540	. 2 ⊢ ((ω ≼ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴) → ∃𝑥(𝑥 ⊊ 𝐴 ∧ 𝑥 ≈ 𝐴))
18	3, 17	exlimddv 1937	1 ⊢ (ω ≼ 𝐴 → ∃𝑥(𝑥 ⊊ 𝐴 ∧ 𝑥 ≈ 𝐴))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114   ≠ wne 2932  Vcvv 3429   ∖ cdif 3886   ⊊ wpss 3890  ∅c0 4273  {csn 4567   class class class wbr 5085  ωcom 7817   ≈ cen 8890   ≼ cdom 8891

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4851  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-om 7818  df-er 8643  df-en 8894  df-dom 8895

This theorem is referenced by:  isfin4-2  10236