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Theorem php3 4501
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:   x,A

Proof of Theorem php3
StepHypRef Expression
1 ssdom2g 4396 . . . . . . . . . 10 |- (A e. V -> (B (_ A -> B ~<_ A))
21imp 350 . . . . . . . . 9 |- ((A e. V /\ B (_ A) -> B ~<_ A)
3 relen 4360 . . . . . . . . . 10 |- Rel ~~
43brrelexi 3203 . . . . . . . . 9 |- (A ~~ z -> A e. V)
5 pssss 2139 . . . . . . . . 9 |- (B (. A -> B (_ A)
62, 4, 5syl2an 454 . . . . . . . 8 |- ((A ~~ z /\ B (. A) -> B ~<_ A)
76adantll 392 . . . . . . 7 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> B ~<_ A)
8 php 4499 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((z e. om /\ (f"B) (. z) -> -. z ~~ (f"B))
9 imass2 3425 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (B (_ A -> (f"B) (_ (f"A))
105, 9syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (B (. A -> (f"B) (_ (f"A))
1110adantl 388 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (_ (f"A))
12 funfvima2 3844 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- ((Fun f /\ (A \ B) (_ dom f) -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. (f"(A \ B))))
13 f1ofun 3682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> Fun f)
14 difss 2163 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (A \ B) (_ A
15 f1ofn 3681 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f:A-1-1-onto->z -> f Fn A)
16 fndm 3579 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f Fn A -> dom f = A)
17 sseq2 2079 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (dom f = A -> ((A \ B) (_ dom f <-> (A \ B) (_ A))
1815, 16, 173syl 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((A \ B) (_ dom f <-> (A \ B) (_ A))
1914, 18mpbiri 194 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> (A \ B) (_ dom f)
2012, 13, 19sylanc 471 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. (f"(A \ B))))
21 f1o3 3685 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 |- (f:A-1-1-onto->z <-> (f:A-onto->z /\ Fun `'f))
2221pm3.27bi 326 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (f:A-1-1-onto->z -> Fun `'f)
23 imadif 3566 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 |- (Fun `'f -> (f"(A \ B)) = ((f"A) \ (f"B)))
2422, 23syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"(A \ B)) = ((f"A) \ (f"B)))
2524eleq2d 1538 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((f` y) e. (f"(A \ B)) <-> (f` y) e. ((f"A) \ (f"B))))
2620, 25sylibd 202 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> (f` y) e. ((f"A) \ (f"B))))
27 n0i 2281 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 |- ((f` y) e. ((f"A) \ (f"B)) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
2826, 27syl6 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (f:A-1-1-onto->z -> (y e. (A \ B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
29 eldif 2053 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 |- (y e. (A \ B) <-> (y e. A /\ -. y e. B))
3028, 29syl5ibr 207 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((y e. A /\ -. y e. B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
313019.23adv 1212 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- (f:A-1-1-onto->z -> (E.y(y e. A /\ -. y e. B) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/)))
3231imp 350 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ E.y(y e. A /\ -. y e. B)) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
33 pssnel 2327 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (B (. A -> E.y(y e. A /\ -. y e. B))
3432, 33sylan2 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
35 ssdif0 2323 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((f"A) (_ (f"B) <-> ((f"A) \ (f"B)) = (/))
3635negbii 187 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (-. (f"A) (_ (f"B) <-> -. ((f"A) \ (f"B)) = (/))
3734, 36sylibr 200 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> -. (f"A) (_ (f"B))
3811, 37jca 288 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> ((f"B) (_ (f"A) /\ -. (f"A) (_ (f"B)))
39 dfpss3 2130 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f"B) (. (f"A) <-> ((f"B) (_ (f"A) /\ -. (f"A) (_ (f"B)))
4038, 39sylibr 200 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (. (f"A))
41 imadmrn 3406 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f"dom f) = ran f
4241a1i 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"dom f) = ran f)
43 imaeq2 3394 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (dom f = A -> (f"dom f) = (f"A))
4415, 16, 433syl 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"dom f) = (f"A))
45 f1ofo 3686 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f:A-1-1-onto->z -> f:A-onto->z)
46 forn 3665 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (f:A-onto->z -> ran f = z)
4745, 46syl 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f:A-1-1-onto->z -> ran f = z)
4842, 44, 473eqtr3d 1512 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f:A-1-1-onto->z -> (f"A) = z)
4948psseq2d 2137 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (f:A-1-1-onto->z -> ((f"B) (. (f"A) <-> (f"B) (. z))
5049adantr 389 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> ((f"B) (. (f"A) <-> (f"B) (. z))
5140, 50mpbid 195 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f"B) (. z)
528, 51sylan2 451 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> -. z ~~ (f"B))
53 f1ores 3694 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f:A-1-1->z /\ B (_ A) -> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B))
54 f1of1 3679 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (f:A-1-1-onto->z -> f:A-1-1->z)
5553, 54, 5syl2an 454 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B))
56 visset 1809 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- f e. V
57 resexg 3386 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f e. V -> (f |` B) e. V)
5856, 57ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f |` B) e. V
59 f1oeq1 3675 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (y = (f |` B) -> (y:B-1-1-onto->(f"B) <-> (f |` B):B-1-1-onto->(f"B)))
6058, 59cla4ev 1865 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((f |` B):B-1-1-onto->(f"B) -> E.y y:B-1-1-onto->(f"B))
61 imaexg 3408 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (f e. V -> (f"B) e. V)
6256, 61ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (f"B) e. V
6362bren 4365 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (B ~~ (f"B) <-> E.y y:B-1-1-onto->(f"B))
6460, 63sylibr 200 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((f |` B):B-1-1-onto->(f"B) -> B ~~ (f"B))
65 entrt 4401 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((z ~~ B /\ B ~~ (f"B)) -> z ~~ (f"B))
6665expcom 374 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (B ~~ (f"B) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
6755, 64, 663syl 20 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((f:A-1-1-onto->z /\ B (. A) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
6867adantl 388 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> (z ~~ B -> z ~~ (f"B)))
6952, 68mtod 108 . . . . . . . . . . . 12 |- ((z e. om /\ (f:A-1-1-onto->z /\ B (. A)) -> -. z ~~ B)
7069exp32 377 . . . . . . . . . . 11 |- (z e. om -> (f:A-1-1-onto->z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
717019.23adv 1212 . . . . . . . . . 10 |- (z e. om -> (E.f f:A-1-1-onto->z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
72 visset 1809 . . . . . . . . . . 11 |- z e. V
7372bren 4365 . . . . . . . . . 10 |- (A ~~ z <-> E.f f:A-1-1-onto->z)
7471, 73syl5ib 206 . . . . . . . . 9 |- (z e. om -> (A ~~ z -> (B (. A -> -. z ~~ B)))
7574imp31 362 . . . . . . . 8 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> -. z ~~ B)
76 entrt 4401 . . . . . . . . . . 11 |- ((B ~~ A /\ A ~~ z) -> B ~~ z)
7776ex 373 . . . . . . . . . 10 |- (B ~~ A -> (A ~~ z -> B ~~ z))
7872ensym 4399 . . . . . . . . . 10 |- (B ~~ z -> z ~~ B)
7977, 78syl6com 53 . . . . . . . . 9 |- (A ~~ z -> (B ~~ A -> z ~~ B))
8079ad2antlr 405 . . . . . . . 8 |- (((z e. om /\ A ~~ z) /\ B (. A) -> (B ~~ A -> z ~~ B))
8175, 80mtod 108 . . . . . . 7 |- (((z e. om /\ A ~~ z