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Theorem php3 3411
Description: Corollary of Pigeonhole Principle. If A is finite and B is a proper subset of A, the B is strictly less numerous than A. Stronger version of Corollary 6C of [Enderton] p. 135. (The expression E.x e. omA ~~ x is the definition of "finite", and "infinite" is defined as "not finite".)
Assertion
Ref Expression
php3 |- ((E.x e. om A ~~ x /\ B (. A) -> B ~< A)
Distinct variable group(s):   x,A

Proof of Theorem php3
StepHypRef Expression
1 ssdom2g 3312 . . . . . . . . . 10 |- (A e. V -> (B (_ A -> B ~<_ A))
21imp 277 . . . . . . . . 9 |- ((A e. V /\ B (_ A) -> B ~<_ A)
3 relen 3277 . . . . . . . . . 10 |- Rel ~~
43brrelexi 2447 . . . . . . . . 9 |- (A ~~ z -> A e. V)
5 pssss 1567 . . . . . . . . 9 |- (B (. A -> B (_ A)
62, 4, 5syl2an 349 . . . . . . . 8 |- ((A ~~ z /\ B (. A) -> B ~<_ A)
76adantll 309 . . . . . . 7 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> B ~<_ A)
8 php 3409 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((z e. om /\ (f"B) (. z) -> -. z ~~ (f"B))
9 imass2 2622 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (B (_ A -> (f"B) (_ (f"A))
105, 9syl 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (B (. A -> (f"B) (_ (f"A))
1110adantl 305 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (_ (f"A))
12 funfvima2 2905 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- ((Fun f /\ (A \ B) (_ dom f) -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. (f"(A \ B))))
13 f1ofun 2802 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> Fun f)
14 difss 1596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (A \ B) (_ A
15 f1ofn 2801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f:A-1-1-onto->z -> f Fn A)
16 fndm 2723 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f Fn A -> dom f = A)
17 sseq2 1522 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (dom f = A -> ((A \ B) (_ dom f <-> (A \ B) (_ A))
1815, 16, 173syl 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((A \ B) (_ dom f <-> (A \ B) (_ A))
1914, 18mpbiri 169 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> (A \ B) (_ dom f)
2012, 13, 19sylanc 361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. (f"(A \ B))))
21 f1o3 2805 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f:A-1-1-onto->z <-> (f:A-onto->z /\ Fun `'f))
2221pm3.27bd 263 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (f:A-1-1-onto->z -> Fun `'f)
23 imadif 2714 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (Fun `'f -> (f"(A \ B)) = ((f"A) \ (f"B)))
2422, 23syl 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"(A \ B)) = ((f"A) \ (f"B)))
2524eleq2d 1156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((f` y) e. (f"(A \ B)) <-> (f` y) e. ((f"A) \ (f"B))))
2620, 25sylibd 177 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. ((f"A) \ (f"B))))
27 n0i 1712 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ((f` y) e. ((f"A) \ (f"B)) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
2826, 27syl6 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
29 eldif 1496 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (y e. (A \ B) <-> (y e. A /\ -. y e. B))
3028, 29syl5ibr 182 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((y e. A /\ -. y e. B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
313019.23adv 954 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (f:A-1-1-onto->z -> (E.y(y e. A /\ -. y e. B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
3231imp 277 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ E.y(y e. A /\ -. y e. B)) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
33 pssnel 1752 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (B (. A -> E.y(y e. A /\ -. y e. B))
3432, 33sylan2 346 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
35 ssdif0 1748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((f"A) (_ (f"B) <-> ((f"A) \ (f"B)) = (/))
3635negbii 162 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (-. (f"A) (_ (f"B) <-> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
3734, 36sylibr 175 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> -. (f"A) (_ (f"B))
3811, 37jca 236 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> ((f"B) (_ (f"A) /\ -. (f"A) (_ (f"B)))
39 dfpss3 1558 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f"B) (. (f"A) <-> ((f"B) (_ (f"A) /\ -. (f"A) (_ (f"B)))
4038, 39sylibr 175 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (. (f"A))
41 imadmrn 2610 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f"dom f) = ran f
4241a1i 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"dom f) = ran f)
43 imaeq2 2603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (dom f = A -> (f"dom f) = (f"A))
4415, 16, 433syl 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"dom f) = (f"A))
45 f1ofo 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f:A-1-1-onto->z -> f:A-onto->z)
46 forn 2789 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f:A-onto->z -> ran f = z)
4745, 46syl 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> ran f = z)
4842, 44, 473eqtr3d 1133 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"A) = z)
4948psseq2d 1565 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((f"B) (. (f"A) <-> (f"B) (. z))
5049adantr 306 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> ((f"B) (. (f"A) <-> (f"B) (. z))
5140, 50mpbid 170 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (. z)
528, 51sylan2 346 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> -. z ~~ (f"B))
53 f1ores 2813 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f:A-1-1->z /\ B (_ A) -> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B))
54 f1of1 2799 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (f:A-1-1-onto->z -> f:A-1-1->z)
5553, 54, 5syl2an 349 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B))
56 visset 1350 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- f e. V
57 resexg 2597 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f e. V -> (f |` B) e. V)
5856, 57ax-mp 6 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f |` B) e. V
59 f1oeq1 2795 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (y = (f |` B) -> (y:B-1-1-onto->(f"B) <-> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B)))
6058, 59cla4ev 1401 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f |` B):B-1-1-onto->(f"B) -> E.y y:B-1-1-onto->(f"B))
61 imaexg 2612 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f e. V -> (f"B) e. V)
6256, 61ax-mp 6 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f"B) e. V
6362bren 3282 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (B ~~ (f"B) <-> E.y y:B-1-1-onto->(f"B))
6460, 63sylibr 175 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f |` B):B-1-1-onto->(f"B) -> B ~~ (f"B))
65 entrt 3319 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((z ~~ B /\ B ~~ (f"B)) -> z ~~ (f"B))
6665exp 291 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (z ~~ B -> (B ~~ (f"B) -> z ~~ (f"B)))
6766com12 13 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (B ~~ (f"B) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
6855, 64, 673syl 21 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
6968adantl 305 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
7052, 69mtod 95 . . . . . . . . . . . 12 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> -. z ~~ B)
7170exp32 294 . . . . . . . . . . 11 |- (z e. om -> (f:A-1-1-onto->z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
727119.23adv 954 . . . . . . . . . 10 |- (z e. om -> (E.f f:A-1-1-onto->z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
73 visset 1350 . . . . . . . . . . 11 |- z e. V
7473bren 3282 . . . . . . . . . 10 |- (A ~~ z <-> E.f f:A-1-1-onto->z)
7572, 74syl5ib 181 . . . . . . . . 9 |- (z e. om -> (A ~~ z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
7675imp31 280 . . . . . . . 8 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> -. z ~~ B)
77 entrt 3319 . . . . . . . . . . . 12 |- ((B ~~ A /\ A ~~ z) -> B ~~ z)
7877exp 291 . . . . . . . . . . 11 |- (B ~~ A -> (A ~~ z -> B ~~ z))
7973ensym 3317 . . . . . . . . . . 11 |- (B ~~ z -> z ~~ B)
8078, 79syl6 23 . . . . . . . . . 10 |- (B ~~ A -> (A ~~ z -> z ~~ B))
8180com12 13 . . . . . . . . 9 |- (A ~~ z -> (B ~~ A -> z ~~ B))
8281ad2antlr 321 . . . . . . . 8 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> (B ~~ A -> z ~~ B))
8376, 82mtod 95 . . . . . . 7 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> -. B ~~ A)
847, 83jca 236 . . . . . 6 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> (B ~<_ A /\ -. B ~~ A))
85 brsdom