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Description: If the power set of a set is finite, then the set itself is finite. (Contributed by BTernaryTau, 7-Sep-2024)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | pwfir | ⊢ ( 𝒫 𝐵 ∈ Fin → 𝐵 ∈ Fin ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | df-ima | ⊢ ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } “ 𝒫 𝐵 ) = ran ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ↾ 𝒫 𝐵 ) | |
| 2 | relopab | ⊢ Rel { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } | |
| 3 | dmopabss | ⊢ dom { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ⊆ 𝒫 𝐵 | |
| 4 | relssres | ⊢ ( ( Rel { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ∧ dom { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ⊆ 𝒫 𝐵 ) → ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ↾ 𝒫 𝐵 ) = { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ) | |
| 5 | 2 3 4 | mp2an | ⊢ ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ↾ 𝒫 𝐵 ) = { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } |
| 6 | 5 | rneqi | ⊢ ran ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ↾ 𝒫 𝐵 ) = ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } |
| 7 | rnopab | ⊢ ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } = { 𝑦 ∣ ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } | |
| 8 | eleq1 | ⊢ ( { 𝑦 } = 𝑥 → ( { 𝑦 } ∈ 𝒫 𝐵 ↔ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ) ) | |
| 9 | 8 | biimparc | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) → { 𝑦 } ∈ 𝒫 𝐵 ) |
| 10 | vex | ⊢ 𝑦 ∈ V | |
| 11 | 10 | snelpw | ⊢ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ↔ { 𝑦 } ∈ 𝒫 𝐵 ) |
| 12 | 9 11 | sylibr | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) → 𝑦 ∈ 𝐵 ) |
| 13 | 12 | exlimiv | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) → 𝑦 ∈ 𝐵 ) |
| 14 | snelpwi | ⊢ ( 𝑦 ∈ 𝐵 → { 𝑦 } ∈ 𝒫 𝐵 ) | |
| 15 | eqid | ⊢ { 𝑦 } = { 𝑦 } | |
| 16 | eqeq2 | ⊢ ( 𝑥 = { 𝑦 } → ( { 𝑦 } = 𝑥 ↔ { 𝑦 } = { 𝑦 } ) ) | |
| 17 | 16 | rspcev | ⊢ ( ( { 𝑦 } ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = { 𝑦 } ) → ∃ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 { 𝑦 } = 𝑥 ) |
| 18 | 14 15 17 | sylancl | ⊢ ( 𝑦 ∈ 𝐵 → ∃ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 { 𝑦 } = 𝑥 ) |
| 19 | df-rex | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 { 𝑦 } = 𝑥 ↔ ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) ) | |
| 20 | 18 19 | sylib | ⊢ ( 𝑦 ∈ 𝐵 → ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) ) |
| 21 | 13 20 | impbii | ⊢ ( ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) ↔ 𝑦 ∈ 𝐵 ) |
| 22 | 21 | abbii | ⊢ { 𝑦 ∣ ∃ 𝑥 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } = { 𝑦 ∣ 𝑦 ∈ 𝐵 } |
| 23 | abid2 | ⊢ { 𝑦 ∣ 𝑦 ∈ 𝐵 } = 𝐵 | |
| 24 | 7 22 23 | 3eqtri | ⊢ ran { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } = 𝐵 |
| 25 | 1 6 24 | 3eqtri | ⊢ ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } “ 𝒫 𝐵 ) = 𝐵 |
| 26 | funopab | ⊢ ( Fun { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ↔ ∀ 𝑥 ∃* 𝑦 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) ) | |
| 27 | mosneq | ⊢ ∃* 𝑦 { 𝑦 } = 𝑥 | |
| 28 | 27 | moani | ⊢ ∃* 𝑦 ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) |
| 29 | 26 28 | mpgbir | ⊢ Fun { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } |
| 30 | imafi | ⊢ ( ( Fun { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } ∧ 𝒫 𝐵 ∈ Fin ) → ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } “ 𝒫 𝐵 ) ∈ Fin ) | |
| 31 | 29 30 | mpan | ⊢ ( 𝒫 𝐵 ∈ Fin → ( { 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∣ ( 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ { 𝑦 } = 𝑥 ) } “ 𝒫 𝐵 ) ∈ Fin ) |
| 32 | 25 31 | eqeltrrid | ⊢ ( 𝒫 𝐵 ∈ Fin → 𝐵 ∈ Fin ) |