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

Theorem infssuni 8802
 Description: If an infinite set 𝐴 is included in the underlying set of a finite cover 𝐵, then there exists a set of the cover that contains an infinite number of element of 𝐴. (Contributed by FL, 2-Aug-2009.)
Assertion
Ref Expression
infssuni ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐴 𝐵) → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Proof of Theorem infssuni
StepHypRef Expression
1 dfral2 3200 . . 3 (∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin ↔ ¬ ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)
2 iunfi 8799 . . . . . . 7 ((𝐵 ∈ Fin ∧ ∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin) → 𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin)
3 iunin2 4957 . . . . . . . . 9 𝑥𝐵 (𝐴𝑥) = (𝐴 𝑥𝐵 𝑥)
43eleq1i 2880 . . . . . . . 8 ( 𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin ↔ (𝐴 𝑥𝐵 𝑥) ∈ Fin)
5 uniiun 4946 . . . . . . . . . . . 12 𝐵 = 𝑥𝐵 𝑥
65eqcomi 2807 . . . . . . . . . . 11 𝑥𝐵 𝑥 = 𝐵
76ineq2i 4136 . . . . . . . . . 10 (𝐴 𝑥𝐵 𝑥) = (𝐴 𝐵)
87eleq1i 2880 . . . . . . . . 9 ((𝐴 𝑥𝐵 𝑥) ∈ Fin ↔ (𝐴 𝐵) ∈ Fin)
9 df-ss 3898 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 𝐵 ↔ (𝐴 𝐵) = 𝐴)
10 eleq1 2877 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 𝐵) = 𝐴 → ((𝐴 𝐵) ∈ Fin ↔ 𝐴 ∈ Fin))
11 pm2.24 124 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ Fin → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin))
1210, 11syl6bi 256 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 𝐵) = 𝐴 → ((𝐴 𝐵) ∈ Fin → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
139, 12sylbi 220 . . . . . . . . . 10 (𝐴 𝐵 → ((𝐴 𝐵) ∈ Fin → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
1413com12 32 . . . . . . . . 9 ((𝐴 𝐵) ∈ Fin → (𝐴 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
158, 14sylbi 220 . . . . . . . 8 ((𝐴 𝑥𝐵 𝑥) ∈ Fin → (𝐴 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
164, 15sylbi 220 . . . . . . 7 ( 𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin → (𝐴 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
172, 16syl 17 . . . . . 6 ((𝐵 ∈ Fin ∧ ∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin) → (𝐴 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)))
1817ex 416 . . . . 5 (𝐵 ∈ Fin → (∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin → (𝐴 𝐵 → (¬ 𝐴 ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin))))
1918com24 95 . . . 4 (𝐵 ∈ Fin → (¬ 𝐴 ∈ Fin → (𝐴 𝐵 → (∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin))))
20193imp21 1111 . . 3 ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐴 𝐵) → (∀𝑥𝐵 (𝐴𝑥) ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin))
211, 20syl5bir 246 . 2 ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐴 𝐵) → (¬ ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin))
2221pm2.18d 127 1 ((¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐴 𝐵) → ∃𝑥𝐵 ¬ (𝐴𝑥) ∈ Fin)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3106  ∃wrex 3107   ∩ cin 3880   ⊆ wss 3881  ∪ cuni 4801  ∪ ciun 4882  Fincfn 8495 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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5168  ax-nul 5175  ax-pow 5232  ax-pr 5296  ax-un 7444 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4802  df-int 4840  df-iun 4884  df-br 5032  df-opab 5094  df-mpt 5112  df-tr 5138  df-id 5426  df-eprel 5431  df-po 5439  df-so 5440  df-fr 5479  df-we 5481  df-xp 5526  df-rel 5527  df-cnv 5528  df-co 5529  df-dm 5530  df-rn 5531  df-res 5532  df-ima 5533  df-pred 6117  df-ord 6163  df-on 6164  df-lim 6165  df-suc 6166  df-iota 6284  df-fun 6327  df-fn 6328  df-f 6329  df-f1 6330  df-fo 6331  df-f1o 6332  df-fv 6333  df-ov 7139  df-oprab 7140  df-mpo 7141  df-om 7564  df-wrecs 7933  df-recs 7994  df-rdg 8032  df-1o 8088  df-oadd 8092  df-er 8275  df-en 8496  df-fin 8499 This theorem is referenced by:  bwth  22025
 Copyright terms: Public domain W3C validator