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Theorem fin1a2s

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)

Ref Expression
Assertion fin1a2s AVx𝒫AxFinAxFinIIAFinII

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elpwi c𝒫𝒫Ac𝒫A
2 fin12 xFinxFinII
3 fin23 xFinIIxFinIII
4 2 3 syl xFinxFinIII
5 fin23 AxFinIIAxFinIII
6 4 5 orim12i xFinAxFinIIxFinIIIAxFinIII
7 6 ralimi x𝒫AxFinAxFinIIx𝒫AxFinIIIAxFinIII
8 fin1a2lem8 AVx𝒫AxFinIIIAxFinIIIAFinIII
9 7 8 sylan2 AVx𝒫AxFinAxFinIIAFinIII
10 9 adantr AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫Ac[⊂]OrcAFinIII
11 simplrl AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫A
12 simprrr AVc𝒫Ac[⊂]Orc[⊂]Orc
13 12 adantr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinII[⊂]Orc
14 simprl AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinII¬cc
15 simplrl AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccc𝒫A
16 ssralv c𝒫Ax𝒫AxFinAxFinIIxcxFinAxFinII
17 15 16 syl AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIxcxFinAxFinII
18 idd AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxcxFinxFin
19 fin1a2lem13 c𝒫A[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
20 19 ex c𝒫A[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
21 20 3expa c𝒫A[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
22 21 adantlrl c𝒫Ac[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
23 22 adantll AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
24 23 imp AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬cc¬xFinxc¬AxFinII
25 24 ancom2s AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxc¬xFin¬AxFinII
26 25 expr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxc¬xFin¬AxFinII
27 26 con4d AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxcAxFinIIxFin
28 18 27 jaod AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxcxFinAxFinIIxFin
29 28 ralimdva AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccxcxFinAxFinIIxcxFin
30 17 29 syld AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIxcxFin
31 30 impr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIxcxFin
32 dfss3 cFinxcxFin
33 31 32 sylibr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIcFin
34 simprrl AVc𝒫Ac[⊂]Orcc
35 34 adantr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinIIc
36 fin1a2lem12 c𝒫A[⊂]Orc¬cccFinc¬AFinIII
37 11 13 14 33 35 36 syl32anc AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinII¬AFinIII
38 37 expr AVc𝒫Ac[⊂]Orc¬ccx𝒫AxFinAxFinII¬AFinIII
39 38 impancom AVc𝒫Ac[⊂]Orcx𝒫AxFinAxFinII¬cc¬AFinIII
40 39 an32s AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫Ac[⊂]Orc¬cc¬AFinIII
41 10 40 mt4d AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫Ac[⊂]Orccc
42 41 exp32 AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫Ac[⊂]Orccc
43 1 42 syl5 AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫𝒫Ac[⊂]Orccc
44 43 ralrimiv AVx𝒫AxFinAxFinIIc𝒫𝒫Ac[⊂]Orccc
45 isfin2 AVAFinIIc𝒫𝒫Ac[⊂]Orccc
46 45 adantr AVx𝒫AxFinAxFinIIAFinIIc𝒫𝒫Ac[⊂]Orccc
47 44 46 mpbird AVx𝒫AxFinAxFinIIAFinII