MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  isf32lem5 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem isf32lem5 10435
Description: Lemma for isfin3-2 10445. There are infinite decrease points. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Nov-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
isf32lem.a (𝜑 → 𝐹:ω⟶𝒫 𝐺)
isf32lem.b (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω (𝐹‘suc 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝑥))
isf32lem.c (𝜑 → ¬ ∩ ran 𝐹 ∈ ran 𝐹)
isf32lem.d 𝑆 = {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)}
Assertion
Ref Expression
isf32lem5 (𝜑 → ¬ 𝑆 ∈ Fin)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝜑   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐺(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem isf32lem5
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isf32lem.a . . . 4 (𝜑 → 𝐹:ω⟶𝒫 𝐺)
2 isf32lem.b . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω (𝐹‘suc 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝑥))
3 isf32lem.c . . . 4 (𝜑 → ¬ ∩ ran 𝐹 ∈ ran 𝐹)
41, 2, 3isf32lem2 10432 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ ω) → ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
54ralrimiva 3155 . 2 (𝜑 → ∀𝑎 ∈ ω ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
6 isf32lem.d . . . . . . . 8 𝑆 = {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)}
76ssrab3 4030 . . . . . . 7 𝑆 ⊆ ω
8 nnunifi 9283 . . . . . . 7 ((𝑆 ⊆ ω ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ∪ 𝑆 ∈ ω)
97, 8mpan 703 . . . . . 6 (𝑆 ∈ Fin → ∪ 𝑆 ∈ ω)
109adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ∪ 𝑆 ∈ ω)
11 elssuni 4899 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑏 ∈ 𝑆 → 𝑏 ⊆ ∪ 𝑆)
12 nnon 7883 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑏 ∈ ω → 𝑏 ∈ On)
13 omsson 7881 . . . . . . . . . . . . . . 15 ω ⊆ On
1413, 10sselid 3929 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ∪ 𝑆 ∈ On)
15 ontri1 6397 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑏 ∈ On ∧ ∪ 𝑆 ∈ On) → (𝑏 ⊆ ∪ 𝑆 ↔ ¬ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏))
1612, 14, 15syl2anr 609 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑏 ∈ ω) → (𝑏 ⊆ ∪ 𝑆 ↔ ¬ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏))
1711, 16imbitrid 247 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑏 ∈ ω) → (𝑏 ∈ 𝑆 → ¬ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏))
1817con2d 135 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑏 ∈ ω) → (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 → ¬ 𝑏 ∈ 𝑆))
1918impr 460 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏)) → ¬ 𝑏 ∈ 𝑆)
206eleq2i 2853 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ 𝑆 ↔ 𝑏 ∈ {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)})
2119, 20sylnib 331 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏)) → ¬ 𝑏 ∈ {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)})
22 suceq 6431 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑏 → suc 𝑦 = suc 𝑏)
2322fveq2d 6889 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑏 → (𝐹‘suc 𝑦) = (𝐹‘suc 𝑏))
24 fveq2 6885 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑏 → (𝐹‘𝑦) = (𝐹‘𝑏))
2523, 24psseq12d 4045 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑏 → ((𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦) ↔ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
2625elrab3 3646 . . . . . . . . . 10 (𝑏 ∈ ω → (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)} ↔ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
2726ad2antrl 741 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏)) → (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ ω ∣ (𝐹‘suc 𝑦) ⊊ (𝐹‘𝑦)} ↔ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
2821, 27mtbid 327 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ (𝑏 ∈ ω ∧ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏)) → ¬ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))
2928expr 462 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑏 ∈ ω) → (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 → ¬ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
30 imnan 405 . . . . . . 7 ((∪ 𝑆 ∈ 𝑏 → ¬ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)) ↔ ¬ (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
3129, 30sylib 221 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) ∧ 𝑏 ∈ ω) → ¬ (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
3231nrexdv 3158 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ¬ ∃𝑏 ∈ ω (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
33 eleq1 2849 . . . . . . . . 9 (𝑎 = ∪ 𝑆 → (𝑎 ∈ 𝑏 ↔ ∪ 𝑆 ∈ 𝑏))
3433anbi1d 643 . . . . . . . 8 (𝑎 = ∪ 𝑆 → ((𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)) ↔ (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))))
3534rexbidv 3187 . . . . . . 7 (𝑎 = ∪ 𝑆 → (∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)) ↔ ∃𝑏 ∈ ω (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))))
3635notbid 321 . . . . . 6 (𝑎 = ∪ 𝑆 → (¬ ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)) ↔ ¬ ∃𝑏 ∈ ω (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))))
3736rspcev 3577 . . . . 5 ((∪ 𝑆 ∈ ω ∧ ¬ ∃𝑏 ∈ ω (∪ 𝑆 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))) → ∃𝑎 ∈ ω ¬ ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
3810, 32, 37syl2anc 596 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ∃𝑎 ∈ ω ¬ ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
39 rexnal 3115 . . . 4 (∃𝑎 ∈ ω ¬ ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)) ↔ ¬ ∀𝑎 ∈ ω ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
4038, 39sylib 221 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ Fin) → ¬ ∀𝑎 ∈ ω ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏)))
4140ex 418 . 2 (𝜑 → (𝑆 ∈ Fin → ¬ ∀𝑎 ∈ ω ∃𝑏 ∈ ω (𝑎 ∈ 𝑏 ∧ (𝐹‘suc 𝑏) ⊊ (𝐹‘𝑏))))
425, 41mt2d 137 1 (𝜑 → ¬ 𝑆 ∈ Fin)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087  {crab 3413   ⊆ wss 3899   ⊊ wpss 3900  𝒫 cpw 4557  ∪ cuni 4867  ∩ cint 4907  ran crn 5652  Oncon0 6362  suc csuc 6364  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  ωcom 7877  Fincfn 8973
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pr 5391  ax-un 7751
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-om 7878  df-en 8974  df-fin 8977
This theorem is used by:  isf32lem6  10436  isf32lem7  10437  isf32lem8  10438
  Copyright terms: Public domain W3C validator