HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem phplem5 3407
Description: Lemma for Pigeonhole Principle. Equinumerosity of successors implies equinumerosity of the original natural numbers.
Hypotheses
Ref Expression
phplem3.1 |- A e. V
phplem3.2 |- B e. V
Assertion
Ref Expression
phplem5 |- ((A e. om /\ B e. om) -> (suc A ~~ suc B -> A ~~ B))

Proof of Theorem phplem5
StepHypRef Expression
1 entrt 3319 . . . . . 6 |- ((A ~~ (suc B \ {(f` A)}) /\ (suc B \ {(f` A)}) ~~ B) -> A ~~ B)
2 f1of1 2799 . . . . . . . . . 10 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> f:suc A-1-1->suc B)
3 sssucid 2300 . . . . . . . . . 10 |- A (_ suc A
42, 3jctir 241 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f:suc A-1-1->suc B /\ A (_ suc A))
5 f1ores 2813 . . . . . . . . 9 |- ((f:suc A-1-1->suc B /\ A (_ suc A) -> (f |` A):A-1-1-onto->(f"A))
6 phplem3.1 . . . . . . . . . 10 |- A e. V
76f1oen 3301 . . . . . . . . 9 |- ((f |` A):A-1-1-onto->(f"A) -> A ~~ (f"A))
84, 5, 73syl 21 . . . . . . . 8 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> A ~~ (f"A))
98adantl 305 . . . . . . 7 |- ((A e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> A ~~ (f"A))
10 nnord 2381 . . . . . . . . 9 |- (A e. om -> Ord A)
11 orddif 2326 . . . . . . . . 9 |- (Ord A -> A = (suc A \ {A}))
12 imaeq2 2603 . . . . . . . . 9 |- (A = (suc A \ {A}) -> (f"A) = (f"(suc A \ {A})))
1310, 11, 123syl 21 . . . . . . . 8 |- (A e. om -> (f"A) = (f"(suc A \ {A})))
14 f1ofn 2801 . . . . . . . . . 10 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> f Fn suc A)
156sucid 2304 . . . . . . . . . . 11 |- A e. suc A
16 fnsnfv 2861 . . . . . . . . . . 11 |- ((f Fn suc A /\ A e. suc A) -> {(f` A)} = (f"{A}))
1715, 16mpan2 519 . . . . . . . . . 10 |- (f Fn suc A -> {(f` A)} = (f"{A}))
18 difeq2 1583 . . . . . . . . . 10 |- ({(f` A)} = (f"{A}) -> ((f"suc A) \ {(f` A)}) = ((f"suc A) \ (f"{A})))
1914, 17, 183syl 21 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> ((f"suc A) \ {(f` A)}) = ((f"suc A) \ (f"{A})))
20 imadmrn 2610 . . . . . . . . . . . . 13 |- (f"dom f) = ran f
2120cleqcomi 1105 . . . . . . . . . . . 12 |- ran f = (f"dom f)
2221a1i 7 . . . . . . . . . . 11 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> ran f = (f"dom f))
23 f1ofo 2806 . . . . . . . . . . . 12 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> f:suc A-onto->suc B)
24 forn 2789 . . . . . . . . . . . 12 |- (f:suc A-onto->suc B -> ran f = suc B)
2523, 24syl 12 . . . . . . . . . . 11 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> ran f = suc B)
26 fndm 2723 . . . . . . . . . . . 12 |- (f Fn suc A -> dom f = suc A)
27 imaeq2 2603 . . . . . . . . . . . 12 |- (dom f = suc A -> (f"dom f) = (f"suc A))
2814, 26, 273syl 21 . . . . . . . . . . 11 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f"dom f) = (f"suc A))
2922, 25, 283eqtr3d 1133 . . . . . . . . . 10 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> suc B = (f"suc A))
3029difeq1d 1587 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (suc B \ {(f` A)}) = ((f"suc A) \ {(f` A)}))
31 f1o3 2805 . . . . . . . . . . 11 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B <-> (f:suc A-onto->suc B /\ Fun `'f))
3231pm3.27bd 263 . . . . . . . . . 10 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> Fun `'f)
33 imadif 2714 . . . . . . . . . 10 |- (Fun `'f -> (f"(suc A \ {A})) = ((f"suc A) \ (f"{A})))
3432, 33syl 12 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f"(suc A \ {A})) = ((f"suc A) \ (f"{A})))
3519, 30, 343eqtr4rd 1135 . . . . . . . 8 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f"(suc A \ {A})) = (suc B \ {(f` A)}))
3613, 35sylan9eq 1144 . . . . . . 7 |- ((A e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> (f"A) = (suc B \ {(f` A)}))
379, 36breqtrd 2081 . . . . . 6 |- ((A e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> A ~~ (suc B \ {(f` A)}))
38 phplem3.2 . . . . . . . . 9 |- B e. V
39 fvex 2838 . . . . . . . . 9 |- (f` A) e. V
4038, 39phplem4 3406 . . . . . . . 8 |- ((B e. om /\ (f` A) e. suc B) -> B ~~ (suc B \ {(f` A)}))
41 fnfvrn 2889 . . . . . . . . . . 11 |- ((f Fn suc A /\ A e. suc A) -> (f` A) e. ran f)
4215, 41mpan2 519 . . . . . . . . . 10 |- (f Fn suc A -> (f` A) e. ran f)
4314, 42syl 12 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f` A) e. ran f)
4424eleq2d 1156 . . . . . . . . . 10 |- (f:suc A-onto->suc B -> ((f` A) e. ran f <-> (f` A) e. suc B))
4523, 44syl 12 . . . . . . . . 9 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> ((f` A) e. ran f <-> (f` A) e. suc B))
4643, 45mpbid 170 . . . . . . . 8 |- (f:suc A-1-1-onto->suc B -> (f` A) e. suc B)
4740, 46sylan2 346 . . . . . . 7 |- ((B e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> B ~~ (suc B \ {(f` A)}))
4838sucex 2303 . . . . . . . . 9 |- suc B e. V
49 difss 1596 . . . . . . . . 9 |- (suc B \ {(f` A)}) (_ suc B
5048, 49ssexi 1701 . . . . . . . 8 |- (suc B \ {(f` A)}) e. V
51 ener 3313 . . . . . . . 8 |- Er ~~
5238, 50, 51ersym 3209 . . . . . . 7 |- (B ~~ (suc B \ {(f` A)}) -> (suc B \ {(f` A)}) ~~ B)
5347, 52syl 12 . . . . . 6 |- ((B e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> (suc B \ {(f` A)}) ~~ B)
541, 37, 53syl2an 349 . . . . 5 |- (((A e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) /\ (B e. om /\ f:suc A-1-1-onto->suc B)) -> A ~~ B)
5554anandirs 395 . . . 4 |- (((A e. om /\ B e. om) /\ f:suc A-1-1-onto->suc B) -> A ~~ B)
5655exp 291 . . 3 |- ((A e. om /\ B e. om) -> (f:suc A-1-1-onto->suc B -> A ~~ B))
575619.23adv 954 . 2 |- ((A e. om /\ B e. om) -> (E.f f:suc A-1-1-onto->suc B -> A ~~ B))
5848bren 3282 . 2 |- (suc A ~~ suc B <-> E.f f:suc A-1-1-onto->suc B)
5957, 58syl5ib 181 1 |- ((A e. om /\ B e. om) -> (suc A ~~ suc B -> A ~~ B))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 2   <-> wb 127   /\ wa 196  E.wex 678   = wceq 1091   e. wcel 1092  Vcvv 1348   \ cdif 1484   (_ wss 1487  {csn 1808   class class class wbr 2054  Ord word 2198  suc csuc 2201  omcom 2372  `'ccnv 2409  dom cdm 2410  ran crn 2411   |` cres 2412  "cima 2413  Fun wfun 2416   Fn wfn 2417  -1-1->wf1 2419  -onto->wfo 2420  -1-1-onto->wf1o 2421  ` cfv 2422   ~~ cen 3271
This theorem is referenced by:  nneneq 3408
This theorem was proved from axioms:  ax-1 3  ax-2 4  ax-3 5  ax-mp 6  ax-4 673  ax-5 674  ax-6 675  ax-7 676  ax-gen 677  ax-8 798  ax-9 799  ax-10 800  ax-11 801  ax-12 802  ax-13 804  ax-14 805  ax-16 922  ax-17 925  ax-ext 1074  ax-rep 1075  ax-un 1076  ax-pow 1077
This theorem depends on definitions:  df-bi 128  df-or 197  df-an 198  df-3an 583  df-ex 679  df-sb 853  df-eu 1009  df-mo 1010  df-clab 1093  df-cleq 1097  df-clel 1099  df-ral 1205  df-rex 1206  df-v 1349  df-dif 1489  df-un 1490  df-in 1491  df-ss 1492  df-nul 1708  df-pw 1799  df-sn 1811  df-pr 1812  df-op 1815  df-uni 1920  df-tr 2042  df-br 2063  df-opab 2098  df-eprel 2122  df-id 2125  df-po 2128  df-so 2138  df-fr 2169  df-we 2186  df-ord 2202  df-on 2203  df-suc 2205  df-om 2373  df-xp 2424  df-rel 2425  df-cnv 2426  df-co 2427  df-dm 2428  df-rn 2429  df-res 2430  df-ima 2431  df-fun 2432  df-fn 2433  df-f 2434  df-f1 2435  df-fo 2436  df-f1o 2437  df-fv 2438  df-er 3200  df-en 3274
metamath.org