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Theorem isfinite2 8760
Description: Any set strictly dominated by the class of natural numbers is finite. Sufficiency part of Theorem 42 of [Suppes] p. 151. This theorem does not require the Axiom of Infinity. (Contributed by NM, 24-Apr-2004.)
Assertion
Ref Expression
isfinite2 (𝐴 ≺ ω → 𝐴 ∈ Fin)

Proof of Theorem isfinite2
Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 relsdom 8499 . . 3 Rel ≺
21brrelex2i 5573 . 2 (𝐴 ≺ ω → ω ∈ V)
3 sdomdom 8520 . . . 4 (𝐴 ≺ ω → 𝐴 ≼ ω)
4 domeng 8506 . . . 4 (ω ∈ V → (𝐴 ≼ ω ↔ ∃𝑦(𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)))
53, 4syl5ib 247 . . 3 (ω ∈ V → (𝐴 ≺ ω → ∃𝑦(𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)))
6 ensym 8541 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝑦𝑦𝐴)
76ad2antrl 727 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝑦𝐴)
8 simpl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝐴 ≺ ω)
9 ensdomtr 8637 . . . . . . . . . 10 ((𝑦𝐴𝐴 ≺ ω) → 𝑦 ≺ ω)
107, 8, 9syl2anc 587 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝑦 ≺ ω)
11 sdomnen 8521 . . . . . . . . 9 (𝑦 ≺ ω → ¬ 𝑦 ≈ ω)
1210, 11syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → ¬ 𝑦 ≈ ω)
13 simpr 488 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω) → 𝑦 ⊆ ω)
14 unbnn 8758 . . . . . . . . . 10 ((ω ∈ V ∧ 𝑦 ⊆ ω ∧ ∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤) → 𝑦 ≈ ω)
15143expia 1118 . . . . . . . . 9 ((ω ∈ V ∧ 𝑦 ⊆ ω) → (∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ≈ ω))
162, 13, 15syl2an 598 . . . . . . . 8 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → (∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ≈ ω))
1712, 16mtod 201 . . . . . . 7 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → ¬ ∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤)
18 rexnal 3201 . . . . . . . . 9 (∃𝑧 ∈ ω ¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤 ↔ ¬ ∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤)
19 omsson 7564 . . . . . . . . . . . . 13 ω ⊆ On
20 sstr 3923 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ⊆ ω ∧ ω ⊆ On) → 𝑦 ⊆ On)
2119, 20mpan2 690 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ⊆ ω → 𝑦 ⊆ On)
22 nnord 7568 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ω → Ord 𝑧)
23 ssel2 3910 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑦 ⊆ On ∧ 𝑤𝑦) → 𝑤 ∈ On)
24 vex 3444 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑤 ∈ V
2524elon 6168 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑤 ∈ On ↔ Ord 𝑤)
2623, 25sylib 221 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑦 ⊆ On ∧ 𝑤𝑦) → Ord 𝑤)
27 ordtri1 6192 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((Ord 𝑤 ∧ Ord 𝑧) → (𝑤𝑧 ↔ ¬ 𝑧𝑤))
2826, 27sylan 583 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑦 ⊆ On ∧ 𝑤𝑦) ∧ Ord 𝑧) → (𝑤𝑧 ↔ ¬ 𝑧𝑤))
2928an32s 651 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑦 ⊆ On ∧ Ord 𝑧) ∧ 𝑤𝑦) → (𝑤𝑧 ↔ ¬ 𝑧𝑤))
3029ralbidva 3161 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑦 ⊆ On ∧ Ord 𝑧) → (∀𝑤𝑦 𝑤𝑧 ↔ ∀𝑤𝑦 ¬ 𝑧𝑤))
31 unissb 4832 . . . . . . . . . . . . . 14 ( 𝑦𝑧 ↔ ∀𝑤𝑦 𝑤𝑧)
32 ralnex 3199 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∀𝑤𝑦 ¬ 𝑧𝑤 ↔ ¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤)
3332bicomi 227 . . . . . . . . . . . . . 14 (¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤 ↔ ∀𝑤𝑦 ¬ 𝑧𝑤)
3430, 31, 333bitr4g 317 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ⊆ On ∧ Ord 𝑧) → ( 𝑦𝑧 ↔ ¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤))
35 ordunisssuc 6261 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑦 ⊆ On ∧ Ord 𝑧) → ( 𝑦𝑧𝑦 ⊆ suc 𝑧))
3634, 35bitr3d 284 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑦 ⊆ On ∧ Ord 𝑧) → (¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ⊆ suc 𝑧))
3721, 22, 36syl2an 598 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ⊆ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ⊆ suc 𝑧))
38 peano2b 7576 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 ∈ ω ↔ suc 𝑧 ∈ ω)
39 ssnnfi 8721 . . . . . . . . . . . . . 14 ((suc 𝑧 ∈ ω ∧ 𝑦 ⊆ suc 𝑧) → 𝑦 ∈ Fin)
4038, 39sylanb 584 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑧 ∈ ω ∧ 𝑦 ⊆ suc 𝑧) → 𝑦 ∈ Fin)
4140ex 416 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ ω → (𝑦 ⊆ suc 𝑧𝑦 ∈ Fin))
4241adantl 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ⊆ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (𝑦 ⊆ suc 𝑧𝑦 ∈ Fin))
4337, 42sylbid 243 . . . . . . . . . 10 ((𝑦 ⊆ ω ∧ 𝑧 ∈ ω) → (¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ∈ Fin))
4443rexlimdva 3243 . . . . . . . . 9 (𝑦 ⊆ ω → (∃𝑧 ∈ ω ¬ ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ∈ Fin))
4518, 44syl5bir 246 . . . . . . . 8 (𝑦 ⊆ ω → (¬ ∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ∈ Fin))
4645ad2antll 728 . . . . . . 7 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → (¬ ∀𝑧 ∈ ω ∃𝑤𝑦 𝑧𝑤𝑦 ∈ Fin))
4717, 46mpd 15 . . . . . 6 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝑦 ∈ Fin)
48 simprl 770 . . . . . 6 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝐴𝑦)
49 enfii 8719 . . . . . 6 ((𝑦 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑦) → 𝐴 ∈ Fin)
5047, 48, 49syl2anc 587 . . . . 5 ((𝐴 ≺ ω ∧ (𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω)) → 𝐴 ∈ Fin)
5150ex 416 . . . 4 (𝐴 ≺ ω → ((𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω) → 𝐴 ∈ Fin))
5251exlimdv 1934 . . 3 (𝐴 ≺ ω → (∃𝑦(𝐴𝑦𝑦 ⊆ ω) → 𝐴 ∈ Fin))
535, 52sylcom 30 . 2 (ω ∈ V → (𝐴 ≺ ω → 𝐴 ∈ Fin))
542, 53mpcom 38 1 (𝐴 ≺ ω → 𝐴 ∈ Fin)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  wex 1781  wcel 2111  wral 3106  wrex 3107  Vcvv 3441  wss 3881   cuni 4800   class class class wbr 5030  Ord word 6158  Oncon0 6159  suc csuc 6161  ωcom 7560  cen 8489  cdom 8490  csdm 8491  Fincfn 8492
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 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441
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 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-om 7561  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-er 8272  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496
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