Metamath Proof Explorer


Theorem fin2so

Description: Any totally ordered Tarski-finite set is finite; in particular, no amorphous set can be ordered. Theorem 2 of [Levy58] p. 4. (Contributed by Brendan Leahy, 28-Jun-2019)

Ref Expression
Assertion fin2so AFinIIROrAAFin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simplll AFinIIROrAxAxAFinII
2 ssrab2 wx|wRvx
3 sstr wx|wRvxxAwx|wRvA
4 2 3 mpan xAwx|wRvA
5 elpw2g AFinIIwx|wRv𝒫Awx|wRvA
6 5 biimpar AFinIIwx|wRvAwx|wRv𝒫A
7 4 6 sylan2 AFinIIxAwx|wRv𝒫A
8 7 ralrimivw AFinIIxAvxwx|wRv𝒫A
9 vex xV
10 9 rabex wx|wRvV
11 10 rgenw vxwx|wRvV
12 eqid vxwx|wRv=vxwx|wRv
13 eleq1 y=wx|wRvy𝒫Awx|wRv𝒫A
14 12 13 ralrnmptw vxwx|wRvVyranvxwx|wRvy𝒫Avxwx|wRv𝒫A
15 11 14 ax-mp yranvxwx|wRvy𝒫Avxwx|wRv𝒫A
16 8 15 sylibr AFinIIxAyranvxwx|wRvy𝒫A
17 dfss3 ranvxwx|wRv𝒫Ayranvxwx|wRvy𝒫A
18 16 17 sylibr AFinIIxAranvxwx|wRv𝒫A
19 18 adantlr AFinIIROrAxAranvxwx|wRv𝒫A
20 19 adantr AFinIIROrAxAxranvxwx|wRv𝒫A
21 10 12 dmmpti domvxwx|wRv=x
22 21 neeq1i domvxwx|wRvx
23 dm0rn0 domvxwx|wRv=ranvxwx|wRv=
24 23 necon3bii domvxwx|wRvranvxwx|wRv
25 22 24 sylbb1 xranvxwx|wRv
26 25 adantl AFinIIROrAxAxranvxwx|wRv
27 soss xAROrAROrx
28 27 impcom ROrAxAROrx
29 porpss [⊂]Poranvxwx|wRv
30 29 a1i ROrx[⊂]Poranvxwx|wRv
31 solin ROrxvxyxvRyv=yyRv
32 fin2solem ROrxvxyxvRywx|wRv[⊂]wx|wRy
33 breq2 v=ywRvwRy
34 33 rabbidv v=ywx|wRv=wx|wRy
35 34 a1i ROrxvxyxv=ywx|wRv=wx|wRy
36 fin2solem ROrxyxvxyRvwx|wRy[⊂]wx|wRv
37 36 ancom2s ROrxvxyxyRvwx|wRy[⊂]wx|wRv
38 32 35 37 3orim123d ROrxvxyxvRyv=yyRvwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
39 31 38 mpd ROrxvxyxwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
40 39 ralrimivva ROrxvxyxwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
41 breq1 u=wx|wRvu[⊂]wx|wRywx|wRv[⊂]wx|wRy
42 eqeq1 u=wx|wRvu=wx|wRywx|wRv=wx|wRy
43 breq2 u=wx|wRvwx|wRy[⊂]uwx|wRy[⊂]wx|wRv
44 41 42 43 3orbi123d u=wx|wRvu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]uwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
45 44 ralbidv u=wx|wRvyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]uyxwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
46 12 45 ralrnmptw vxwx|wRvVuranvxwx|wRvyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]uvxyxwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
47 11 46 ax-mp uranvxwx|wRvyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]uvxyxwx|wRv[⊂]wx|wRywx|wRv=wx|wRywx|wRy[⊂]wx|wRv
48 40 47 sylibr ROrxuranvxwx|wRvyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]u
49 48 r19.21bi ROrxuranvxwx|wRvyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]u
50 9 rabex wx|wRyV
51 50 rgenw yxwx|wRyV
52 34 cbvmptv vxwx|wRv=yxwx|wRy
53 breq2 z=wx|wRyu[⊂]zu[⊂]wx|wRy
54 eqeq2 z=wx|wRyu=zu=wx|wRy
55 breq1 z=wx|wRyz[⊂]uwx|wRy[⊂]u
56 53 54 55 3orbi123d z=wx|wRyu[⊂]zu=zz[⊂]uu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]u
57 52 56 ralrnmptw yxwx|wRyVzranvxwx|wRvu[⊂]zu=zz[⊂]uyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]u
58 51 57 ax-mp zranvxwx|wRvu[⊂]zu=zz[⊂]uyxu[⊂]wx|wRyu=wx|wRywx|wRy[⊂]u
59 49 58 sylibr ROrxuranvxwx|wRvzranvxwx|wRvu[⊂]zu=zz[⊂]u
60 59 r19.21bi ROrxuranvxwx|wRvzranvxwx|wRvu[⊂]zu=zz[⊂]u
61 60 anasss ROrxuranvxwx|wRvzranvxwx|wRvu[⊂]zu=zz[⊂]u
62 30 61 issod ROrx[⊂]Orranvxwx|wRv
63 28 62 syl ROrAxA[⊂]Orranvxwx|wRv
64 63 adantll AFinIIROrAxA[⊂]Orranvxwx|wRv
65 64 adantr AFinIIROrAxAx[⊂]Orranvxwx|wRv
66 fin2i2 AFinIIranvxwx|wRv𝒫Aranvxwx|wRv[⊂]Orranvxwx|wRvranvxwx|wRvranvxwx|wRv
67 1 20 26 65 66 syl22anc AFinIIROrAxAxranvxwx|wRvranvxwx|wRv
68 52 50 elrnmpti ranvxwx|wRvranvxwx|wRvyxranvxwx|wRv=wx|wRy
69 67 68 sylib AFinIIROrAxAxyxranvxwx|wRv=wx|wRy
70 ssel2 xAzxzA
71 sonr ROrAzA¬zRz
72 70 71 sylan2 ROrAxAzx¬zRz
73 72 anassrs ROrAxAzx¬zRz
74 73 adantlr ROrAxAyxzx¬zRz
75 74 adantr ROrAxAyxzxranvxwx|wRv=wx|wRy¬zRz
76 breq1 w=zwRyzRy
77 76 elrab zwx|wRyzxzRy
78 77 simplbi2 zxzRyzwx|wRy
79 78 ad2antlr yxzxranvxwx|wRv=wx|wRyzRyzwx|wRy
80 vex zV
81 80 elint2 zranvxwx|wRvyranvxwx|wRvzy
82 eleq2 y=wx|wRvzyzwx|wRv
83 12 82 ralrnmptw vxwx|wRvVyranvxwx|wRvzyvxzwx|wRv
84 11 83 ax-mp yranvxwx|wRvzyvxzwx|wRv
85 81 84 bitri zranvxwx|wRvvxzwx|wRv
86 breq2 v=zwRvwRz
87 86 rabbidv v=zwx|wRv=wx|wRz
88 87 eleq2d v=zzwx|wRvzwx|wRz
89 88 rspcv zxvxzwx|wRvzwx|wRz
90 breq1 w=zwRzzRz
91 90 elrab zwx|wRzzxzRz
92 91 simprbi zwx|wRzzRz
93 89 92 syl6 zxvxzwx|wRvzRz
94 93 adantl yxzxvxzwx|wRvzRz
95 85 94 biimtrid yxzxzranvxwx|wRvzRz
96 eleq2 ranvxwx|wRv=wx|wRyzranvxwx|wRvzwx|wRy
97 96 imbi1d ranvxwx|wRv=wx|wRyzranvxwx|wRvzRzzwx|wRyzRz
98 95 97 syl5ibcom yxzxranvxwx|wRv=wx|wRyzwx|wRyzRz
99 98 imp yxzxranvxwx|wRv=wx|wRyzwx|wRyzRz
100 79 99 syld yxzxranvxwx|wRv=wx|wRyzRyzRz
101 100 adantlll ROrAxAyxzxranvxwx|wRv=wx|wRyzRyzRz
102 75 101 mtod ROrAxAyxzxranvxwx|wRv=wx|wRy¬zRy
103 102 ex ROrAxAyxzxranvxwx|wRv=wx|wRy¬zRy
104 103 ralrimdva ROrAxAyxranvxwx|wRv=wx|wRyzx¬zRy
105 104 reximdva ROrAxAyxranvxwx|wRv=wx|wRyyxzx¬zRy
106 105 adantll AFinIIROrAxAyxranvxwx|wRv=wx|wRyyxzx¬zRy
107 106 adantr AFinIIROrAxAxyxranvxwx|wRv=wx|wRyyxzx¬zRy
108 69 107 mpd AFinIIROrAxAxyxzx¬zRy
109 108 expl AFinIIROrAxAxyxzx¬zRy
110 109 alrimiv AFinIIROrAxxAxyxzx¬zRy
111 df-fr RFrAxxAxyxzx¬zRy
112 110 111 sylibr AFinIIROrARFrA
113 simpr AFinIIROrAROrA
114 df-we RWeARFrAROrA
115 112 113 114 sylanbrc AFinIIROrARWeA
116 weinxp RWeARA×AWeA
117 115 116 sylib AFinIIROrARA×AWeA
118 sqxpexg AFinIIA×AV
119 incom RA×A=A×AR
120 inex1g A×AVA×ARV
121 119 120 eqeltrid A×AVRA×AV
122 weeq1 z=RA×AzWeARA×AWeA
123 122 spcegv RA×AVRA×AWeAzzWeA
124 118 121 123 3syl AFinIIRA×AWeAzzWeA
125 124 imp AFinIIRA×AWeAzzWeA
126 117 125 syldan AFinIIROrAzzWeA
127 ween AdomcardzzWeA
128 126 127 sylibr AFinIIROrAAdomcard
129 fin23 AFinIIAFinIII
130 fin34 AFinIIIAFinIV
131 fin45 AFinIVAFinV
132 129 130 131 3syl AFinIIAFinV
133 fin56 AFinVAFinVI
134 fin67 AFinVIAFinVII
135 132 133 134 3syl AFinIIAFinVII
136 fin71num AdomcardAFinVIIAFin
137 136 biimpac AFinVIIAdomcardAFin
138 135 137 sylan AFinIIAdomcardAFin
139 128 138 syldan AFinIIROrAAFin