Metamath Proof Explorer


Theorem fictb

Description: A set is countable iff its collection of finite intersections is countable. (Contributed by Jeff Hankins, 24-Aug-2009) (Proof shortened by Mario Carneiro, 17-May-2015)

Ref Expression
Assertion fictb ⊢ A ∈ B → A ≼ ω ↔ fi ⁡ A ≼ ω

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brdomi ⊢ A ≼ ω → ∃ f f : A ⟶ 1-1 ω
2 1 adantl ⊢ A ∈ B ∧ A ≼ ω → ∃ f f : A ⟶ 1-1 ω
3 reldom ⊢ Rel ⁡ ≼
4 3 brrelex2i ⊢ A ≼ ω → ω ∈ V
5 omelon2 ⊢ ω ∈ V → ω ∈ On
6 5 ad2antlr ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → ω ∈ On
7 pwexg ⊢ A ∈ B → 𝒫 A ∈ V
8 7 ad2antrr ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∈ V
9 inex1g ⊢ 𝒫 A ∈ V → 𝒫 A ∩ Fin ∈ V
10 8 9 syl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ∈ V
11 difss ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⊆ 𝒫 A ∩ Fin
12 ssdomg ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ∈ V → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⊆ 𝒫 A ∩ Fin → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ 𝒫 A ∩ Fin
13 10 11 12 mpisyl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ 𝒫 A ∩ Fin
14 f1f1orn ⊢ f : A ⟶ 1-1 ω → f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f
15 14 adantl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f
16 f1opwfi ⊢ f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ f x : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin
17 15 16 syl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ f x : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin
18 f1oeng ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ∈ V ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ⟼ f x : 𝒫 A ∩ Fin ⟶ 1-1 onto 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin → 𝒫 A ∩ Fin ≈ 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin
19 10 17 18 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ≈ 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin
20 pwexg ⊢ ω ∈ V → 𝒫 ω ∈ V
21 20 ad2antlr ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ω ∈ V
22 inex1g ⊢ 𝒫 ω ∈ V → 𝒫 ω ∩ Fin ∈ V
23 21 22 syl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ω ∩ Fin ∈ V
24 f1f ⊢ f : A ⟶ 1-1 ω → f : A ⟶ ω
25 24 frnd ⊢ f : A ⟶ 1-1 ω → ran ⁡ f ⊆ ω
26 25 adantl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → ran ⁡ f ⊆ ω
27 26 sspwd ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ran ⁡ f ⊆ 𝒫 ω
28 27 ssrind ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ⊆ 𝒫 ω ∩ Fin
29 ssdomg ⊢ 𝒫 ω ∩ Fin ∈ V → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ⊆ 𝒫 ω ∩ Fin → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ 𝒫 ω ∩ Fin
30 23 28 29 sylc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ 𝒫 ω ∩ Fin
31 sneq ⊢ f = z → f = z
32 pweq ⊢ f = z → 𝒫 f = 𝒫 z
33 31 32 xpeq12d ⊢ f = z → f × 𝒫 f = z × 𝒫 z
34 33 cbviunv ⊢ ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f = ⋃ z ∈ x z × 𝒫 z
35 iuneq1 ⊢ x = y → ⋃ z ∈ x z × 𝒫 z = ⋃ z ∈ y z × 𝒫 z
36 34 35 eqtrid ⊢ x = y → ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f = ⋃ z ∈ y z × 𝒫 z
37 36 fveq2d ⊢ x = y → card ⁡ ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f = card ⁡ ⋃ z ∈ y z × 𝒫 z
38 37 cbvmptv ⊢ x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f = y ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ z ∈ y z × 𝒫 z
39 38 ackbij1 ⊢ x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f : 𝒫 ω ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω
40 f1oeng ⊢ 𝒫 ω ∩ Fin ∈ V ∧ x ∈ 𝒫 ω ∩ Fin ⟼ card ⁡ ⋃ f ∈ x f × 𝒫 f : 𝒫 ω ∩ Fin ⟶ 1-1 onto ω → 𝒫 ω ∩ Fin ≈ ω
41 23 39 40 sylancl ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ω ∩ Fin ≈ ω
42 domentr ⊢ 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ 𝒫 ω ∩ Fin ∧ 𝒫 ω ∩ Fin ≈ ω → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ ω
43 30 41 42 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ ω
44 endomtr ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ≈ 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ∧ 𝒫 ran ⁡ f ∩ Fin ≼ ω → 𝒫 A ∩ Fin ≼ ω
45 19 43 44 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ≼ ω
46 domtr ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ 𝒫 A ∩ Fin ∧ 𝒫 A ∩ Fin ≼ ω → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ ω
47 13 45 46 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ ω
48 ondomen ⊢ ω ∈ On ∧ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ ω → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ∈ dom ⁡ card
49 6 47 48 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ∈ dom ⁡ card
50 eqid ⊢ y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟼ ⋂ y = y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟼ ⋂ y
51 50 fifo ⊢ A ∈ B → y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟼ ⋂ y : 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟶ onto fi ⁡ A
52 51 ad2antrr ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟼ ⋂ y : 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟶ onto fi ⁡ A
53 fodomnum ⊢ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ∈ dom ⁡ card → y ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟼ ⋂ y : 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ⟶ onto fi ⁡ A → fi ⁡ A ≼ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅
54 49 52 53 sylc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → fi ⁡ A ≼ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅
55 domtr ⊢ fi ⁡ A ≼ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ∧ 𝒫 A ∩ Fin ∖ ∅ ≼ ω → fi ⁡ A ≼ ω
56 54 47 55 syl2anc ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V ∧ f : A ⟶ 1-1 ω → fi ⁡ A ≼ ω
57 56 ex ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V → f : A ⟶ 1-1 ω → fi ⁡ A ≼ ω
58 57 exlimdv ⊢ A ∈ B ∧ ω ∈ V → ∃ f f : A ⟶ 1-1 ω → fi ⁡ A ≼ ω
59 4 58 sylan2 ⊢ A ∈ B ∧ A ≼ ω → ∃ f f : A ⟶ 1-1 ω → fi ⁡ A ≼ ω
60 2 59 mpd ⊢ A ∈ B ∧ A ≼ ω → fi ⁡ A ≼ ω
61 60 ex ⊢ A ∈ B → A ≼ ω → fi ⁡ A ≼ ω
62 fvex ⊢ fi ⁡ A ∈ V
63 ssfii ⊢ A ∈ B → A ⊆ fi ⁡ A
64 ssdomg ⊢ fi ⁡ A ∈ V → A ⊆ fi ⁡ A → A ≼ fi ⁡ A
65 62 63 64 mpsyl ⊢ A ∈ B → A ≼ fi ⁡ A
66 domtr ⊢ A ≼ fi ⁡ A ∧ fi ⁡ A ≼ ω → A ≼ ω
67 66 ex ⊢ A ≼ fi ⁡ A → fi ⁡ A ≼ ω → A ≼ ω
68 65 67 syl ⊢ A ∈ B → fi ⁡ A ≼ ω → A ≼ ω
69 61 68 impbid ⊢ A ∈ B → A ≼ ω ↔ fi ⁡ A ≼ ω