MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fin1a2s Unicode version

Theorem fin1a2s 8040
Description: An II-infinite set can have an I-infinite part broken off and remain II-infinite. (Contributed by Stefan O'Rear, 8-Nov-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 17-May-2015.)
Assertion
Ref Expression
fin1a2s  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  ->  A  e. FinII )
Distinct variable groups:    x, A    x, V

Proof of Theorem fin1a2s
Dummy variable  c is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elpwi 3633 . . . 4  |-  ( c  e.  ~P ~P A  ->  c  C_  ~P A
)
2 fin12 8039 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  Fin  ->  x  e. FinII
)
3 fin23 8015 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e. FinII  ->  x  e. FinIII )
42, 3syl 15 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  Fin  ->  x  e. FinIII )
5 fin23 8015 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  \  x )  e. FinII  ->  ( A  \  x )  e. FinIII )
64, 5orim12i 502 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  (
x  e. FinIII  \/  ( A  \  x )  e. FinIII ) )
76ralimi 2618 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  A. x  e.  ~P  A ( x  e. FinIII  \/  ( A  \  x )  e. FinIII ) )
8 fin1a2lem8 8033 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e. FinIII  \/  ( A  \  x )  e. FinIII ) )  ->  A  e. FinIII )
97, 8sylan2 460 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  ->  A  e. FinIII )
109adantr 451 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e. 
Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) )  /\  ( c  C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  ->  A  e. FinIII )
11 simplrl 736 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  c  C_ 
~P A )
12 simprrr 741 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  -> [ C.]  Or  c )
1312adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  -> [ C.]  Or  c )
14 simprl 732 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  -.  U. c  e.  c )
15 simplrl 736 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  c  C_  ~P A )
16 ssralv 3237 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( c 
C_  ~P A  ->  ( A. x  e.  ~P  A ( x  e. 
Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII )  ->  A. x  e.  c 
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) ) )
1715, 16syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  A. x  e.  c  ( x  e.  Fin  \/  ( A 
\  x )  e. FinII ) ) )
18 idd 21 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  x  e.  c )  ->  (
x  e.  Fin  ->  x  e.  Fin ) )
19 fin1a2lem13 8038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( c  C_  ~P A  /\ [ C.]  Or  c  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  ( -.  x  e.  Fin  /\  x  e.  c ) )  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII )
2019ex 423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( c  C_  ~P A  /\ [ C.]  Or  c  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( ( -.  x  e.  Fin  /\  x  e.  c )  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII ) )
21203expa 1151 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( c  C_  ~P A  /\ [ C.]  Or  c
)  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  (
( -.  x  e. 
Fin  /\  x  e.  c )  ->  -.  ( A  \  x
)  e. FinII ) )
2221adantlrl 700 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( ( -.  x  e.  Fin  /\  x  e.  c )  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII ) )
2322adantll 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( ( -.  x  e.  Fin  /\  x  e.  c )  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII ) )
2423imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  ( -.  x  e.  Fin  /\  x  e.  c ) )  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII )
2524ancom2s 777 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  (
x  e.  c  /\  -.  x  e.  Fin ) )  ->  -.  ( A  \  x
)  e. FinII )
2625expr 598 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  x  e.  c )  ->  ( -.  x  e.  Fin  ->  -.  ( A  \  x )  e. FinII ) )
2726con4d 97 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  x  e.  c )  ->  (
( A  \  x
)  e. FinII  ->  x  e.  Fin ) )
2818, 27jaod 369 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  ( c 
C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  x  e.  c )  ->  (
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  x  e.  Fin ) )
2928ralimdva 2621 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( A. x  e.  c  (
x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  A. x  e.  c  x  e.  Fin ) )
3017, 29syld 40 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  A. x  e.  c  x  e.  Fin ) )
3130impr 602 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  A. x  e.  c  x  e.  Fin )
32 dfss3 3170 . . . . . . . . . . 11  |-  ( c 
C_  Fin  <->  A. x  e.  c  x  e.  Fin )
3331, 32sylibr 203 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  c  C_ 
Fin )
34 simprrl 740 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  -> 
c  =/=  (/) )
3534adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  c  =/=  (/) )
36 fin1a2lem12 8037 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( c  C_  ~P A  /\ [ C.]  Or  c  /\  -.  U. c  e.  c )  /\  (
c  C_  Fin  /\  c  =/=  (/) ) )  ->  -.  A  e. FinIII )
3711, 13, 14, 33, 35, 36syl32anc 1190 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  ( -.  U. c  e.  c  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) ) )  ->  -.  A  e. FinIII )
3837expr 598 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  -.  U. c  e.  c )  ->  ( A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII )  ->  -.  A  e. FinIII ) )
3938impancom 427 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  ( c  C_  ~P A  /\  ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
) ) )  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  -> 
( -.  U. c  e.  c  ->  -.  A  e. FinIII ) )
4039an32s 779 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e. 
Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) )  /\  ( c  C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  ->  ( -.  U. c  e.  c  ->  -.  A  e. FinIII ) )
4110, 40mt4d 130 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A ( x  e. 
Fin  \/  ( A  \  x )  e. FinII ) )  /\  ( c  C_  ~P A  /\  (
c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c ) ) )  ->  U. c  e.  c )
4241exp32 588 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  -> 
( c  C_  ~P A  ->  ( ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
)  ->  U. c  e.  c ) ) )
431, 42syl5 28 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  -> 
( c  e.  ~P ~P A  ->  ( ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c )  ->  U. c  e.  c ) ) )
4443ralrimiv 2625 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  ->  A. c  e.  ~P  ~P A ( ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
)  ->  U. c  e.  c ) )
45 isfin2 7920 . . 3  |-  ( A  e.  V  ->  ( A  e. FinII 
<-> 
A. c  e.  ~P  ~P A ( ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c
)  ->  U. c  e.  c ) ) )
4645adantr 451 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  -> 
( A  e. FinII  <->  A. c  e.  ~P  ~P A ( ( c  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  c )  ->  U. c  e.  c ) ) )
4744, 46mpbird 223 1  |-  ( ( A  e.  V  /\  A. x  e.  ~P  A
( x  e.  Fin  \/  ( A  \  x
)  e. FinII ) )  ->  A  e. FinII )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    \/ wo 357    /\ wa 358    /\ w3a 934    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543    \ cdif 3149    C_ wss 3152   (/)c0 3455   ~Pcpw 3625   U.cuni 3827    Or wor 4313   [ C.] crpss 6276   Fincfn 6863  FinIIcfin2 7905  FinIIIcfin3 7907
This theorem is referenced by:  fin1a2  8041
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rmo 2551  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-se 4353  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-isom 5264  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-rpss 6277  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-seqom 6460  df-1o 6479  df-2o 6480  df-oadd 6483  df-omul 6484  df-er 6660  df-map 6774  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-fin 6867  df-wdom 7273  df-card 7572  df-fin2 7912  df-fin4 7913  df-fin3 7914
  Copyright terms: Public domain W3C validator