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

Theorem rexpen 16171
Description: The real numbers are equinumerous to their own Cartesian product, even though it is not necessarily true that is well-orderable (so we cannot use infxpidm2 10012 directly). (Contributed by NM, 30-Jul-2004.) (Revised by Mario Carneiro, 16-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
rexpen (ℝ × ℝ) ≈ ℝ

Proof of Theorem rexpen
StepHypRef Expression
1 rpnnen 16170 . . . . . 6 ℝ ≈ 𝒫 ℕ
2 nnenom 13945 . . . . . . 7 ℕ ≈ ω
3 pwen 9150 . . . . . . 7 (ℕ ≈ ω → 𝒫 ℕ ≈ 𝒫 ω)
42, 3ax-mp 5 . . . . . 6 𝒫 ℕ ≈ 𝒫 ω
51, 4entri 9004 . . . . 5 ℝ ≈ 𝒫 ω
6 omex 9638 . . . . . 6 ω ∈ V
76pw2en 9079 . . . . 5 𝒫 ω ≈ (2om ω)
85, 7entri 9004 . . . 4 ℝ ≈ (2om ω)
9 xpen 9140 . . . 4 ((ℝ ≈ (2om ω) ∧ ℝ ≈ (2om ω)) → (ℝ × ℝ) ≈ ((2om ω) × (2om ω)))
108, 8, 9mp2an 691 . . 3 (ℝ × ℝ) ≈ ((2om ω) × (2om ω))
11 2onn 8641 . . . . . . . 8 2o ∈ ω
1211elexi 3494 . . . . . . 7 2o ∈ V
1312, 12, 6xpmapen 9145 . . . . . 6 ((2o × 2o) ↑m ω) ≈ ((2om ω) × (2om ω))
1413ensymi 9000 . . . . 5 ((2om ω) × (2om ω)) ≈ ((2o × 2o) ↑m ω)
15 ssid 4005 . . . . . . . . . . . . 13 2o ⊆ 2o
16 ssnnfi 9169 . . . . . . . . . . . . 13 ((2o ∈ ω ∧ 2o ⊆ 2o) → 2o ∈ Fin)
1711, 15, 16mp2an 691 . . . . . . . . . . . 12 2o ∈ Fin
18 xpfi 9317 . . . . . . . . . . . 12 ((2o ∈ Fin ∧ 2o ∈ Fin) → (2o × 2o) ∈ Fin)
1917, 17, 18mp2an 691 . . . . . . . . . . 11 (2o × 2o) ∈ Fin
20 isfinite 9647 . . . . . . . . . . 11 ((2o × 2o) ∈ Fin ↔ (2o × 2o) ≺ ω)
2119, 20mpbi 229 . . . . . . . . . 10 (2o × 2o) ≺ ω
226canth2 9130 . . . . . . . . . 10 ω ≺ 𝒫 ω
23 sdomtr 9115 . . . . . . . . . 10 (((2o × 2o) ≺ ω ∧ ω ≺ 𝒫 ω) → (2o × 2o) ≺ 𝒫 ω)
2421, 22, 23mp2an 691 . . . . . . . . 9 (2o × 2o) ≺ 𝒫 ω
25 sdomdom 8976 . . . . . . . . 9 ((2o × 2o) ≺ 𝒫 ω → (2o × 2o) ≼ 𝒫 ω)
2624, 25ax-mp 5 . . . . . . . 8 (2o × 2o) ≼ 𝒫 ω
27 domentr 9009 . . . . . . . 8 (((2o × 2o) ≼ 𝒫 ω ∧ 𝒫 ω ≈ (2om ω)) → (2o × 2o) ≼ (2om ω))
2826, 7, 27mp2an 691 . . . . . . 7 (2o × 2o) ≼ (2om ω)
29 mapdom1 9142 . . . . . . 7 ((2o × 2o) ≼ (2om ω) → ((2o × 2o) ↑m ω) ≼ ((2om ω) ↑m ω))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . 6 ((2o × 2o) ↑m ω) ≼ ((2om ω) ↑m ω)
31 mapxpen 9143 . . . . . . . 8 ((2o ∈ ω ∧ ω ∈ V ∧ ω ∈ V) → ((2om ω) ↑m ω) ≈ (2om (ω × ω)))
3211, 6, 6, 31mp3an 1462 . . . . . . 7 ((2om ω) ↑m ω) ≈ (2om (ω × ω))
3312enref 8981 . . . . . . . 8 2o ≈ 2o
34 xpomen 10010 . . . . . . . 8 (ω × ω) ≈ ω
35 mapen 9141 . . . . . . . 8 ((2o ≈ 2o ∧ (ω × ω) ≈ ω) → (2om (ω × ω)) ≈ (2om ω))
3633, 34, 35mp2an 691 . . . . . . 7 (2om (ω × ω)) ≈ (2om ω)
3732, 36entri 9004 . . . . . 6 ((2om ω) ↑m ω) ≈ (2om ω)
38 domentr 9009 . . . . . 6 ((((2o × 2o) ↑m ω) ≼ ((2om ω) ↑m ω) ∧ ((2om ω) ↑m ω) ≈ (2om ω)) → ((2o × 2o) ↑m ω) ≼ (2om ω))
3930, 37, 38mp2an 691 . . . . 5 ((2o × 2o) ↑m ω) ≼ (2om ω)
40 endomtr 9008 . . . . 5 ((((2om ω) × (2om ω)) ≈ ((2o × 2o) ↑m ω) ∧ ((2o × 2o) ↑m ω) ≼ (2om ω)) → ((2om ω) × (2om ω)) ≼ (2om ω))
4114, 39, 40mp2an 691 . . . 4 ((2om ω) × (2om ω)) ≼ (2om ω)
42 ovex 7442 . . . . . . 7 (2om ω) ∈ V
43 0ex 5308 . . . . . . 7 ∅ ∈ V
4442, 43xpsnen 9055 . . . . . 6 ((2om ω) × {∅}) ≈ (2om ω)
4544ensymi 9000 . . . . 5 (2om ω) ≈ ((2om ω) × {∅})
46 snfi 9044 . . . . . . . . . 10 {∅} ∈ Fin
47 isfinite 9647 . . . . . . . . . 10 ({∅} ∈ Fin ↔ {∅} ≺ ω)
4846, 47mpbi 229 . . . . . . . . 9 {∅} ≺ ω
49 sdomtr 9115 . . . . . . . . 9 (({∅} ≺ ω ∧ ω ≺ 𝒫 ω) → {∅} ≺ 𝒫 ω)
5048, 22, 49mp2an 691 . . . . . . . 8 {∅} ≺ 𝒫 ω
51 sdomdom 8976 . . . . . . . 8 ({∅} ≺ 𝒫 ω → {∅} ≼ 𝒫 ω)
5250, 51ax-mp 5 . . . . . . 7 {∅} ≼ 𝒫 ω
53 domentr 9009 . . . . . . 7 (({∅} ≼ 𝒫 ω ∧ 𝒫 ω ≈ (2om ω)) → {∅} ≼ (2om ω))
5452, 7, 53mp2an 691 . . . . . 6 {∅} ≼ (2om ω)
5542xpdom2 9067 . . . . . 6 ({∅} ≼ (2om ω) → ((2om ω) × {∅}) ≼ ((2om ω) × (2om ω)))
5654, 55ax-mp 5 . . . . 5 ((2om ω) × {∅}) ≼ ((2om ω) × (2om ω))
57 endomtr 9008 . . . . 5 (((2om ω) ≈ ((2om ω) × {∅}) ∧ ((2om ω) × {∅}) ≼ ((2om ω) × (2om ω))) → (2om ω) ≼ ((2om ω) × (2om ω)))
5845, 56, 57mp2an 691 . . . 4 (2om ω) ≼ ((2om ω) × (2om ω))
59 sbth 9093 . . . 4 ((((2om ω) × (2om ω)) ≼ (2om ω) ∧ (2om ω) ≼ ((2om ω) × (2om ω))) → ((2om ω) × (2om ω)) ≈ (2om ω))
6041, 58, 59mp2an 691 . . 3 ((2om ω) × (2om ω)) ≈ (2om ω)
6110, 60entri 9004 . 2 (ℝ × ℝ) ≈ (2om ω)
6261, 8entr4i 9007 1 (ℝ × ℝ) ≈ ℝ
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wcel 2107  Vcvv 3475  wss 3949  c0 4323  𝒫 cpw 4603  {csn 4629   class class class wbr 5149   × cxp 5675  (class class class)co 7409  ωcom 7855  2oc2o 8460  m cmap 8820  cen 8936  cdom 8937  csdm 8938  Fincfn 8939  cr 11109  cn 12212
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-inf2 9636  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-oadd 8470  df-omul 8471  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-oi 9505  df-card 9934  df-acn 9937  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-ico 13330  df-icc 13331  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-fl 13757  df-seq 13967  df-exp 14028  df-hash 14291  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-limsup 15415  df-clim 15432  df-rlim 15433  df-sum 15633
This theorem is referenced by:  cpnnen  16172
  Copyright terms: Public domain W3C validator