Metamath Proof Explorer


Theorem infssuni

Description: If an infinite set A is included in the underlying set of a finite cover B , then there exists a set of the cover that contains an infinite number of element of A . (Contributed by FL, 2-Aug-2009)

Ref Expression
Assertion infssuni ⊢ ¬ A ∈ Fin ∧ B ∈ Fin ∧ A ⊆ ⋃ B → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfral2 ⊢ ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin ↔ ¬ ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
2 iunfi ⊢ B ∈ Fin ∧ ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → ⋃ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin
3 iunin2 ⊢ ⋃ x ∈ B A ∩ x = A ∩ ⋃ x ∈ B x
4 3 eleq1i ⊢ ⋃ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin ↔ A ∩ ⋃ x ∈ B x ∈ Fin
5 uniiun ⊢ ⋃ B = ⋃ x ∈ B x
6 5 eqcomi ⊢ ⋃ x ∈ B x = ⋃ B
7 6 ineq2i ⊢ A ∩ ⋃ x ∈ B x = A ∩ ⋃ B
8 7 eleq1i ⊢ A ∩ ⋃ x ∈ B x ∈ Fin ↔ A ∩ ⋃ B ∈ Fin
9 dfss2 ⊢ A ⊆ ⋃ B ↔ A ∩ ⋃ B = A
10 eleq1 ⊢ A ∩ ⋃ B = A → A ∩ ⋃ B ∈ Fin ↔ A ∈ Fin
11 pm2.24 ⊢ A ∈ Fin → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
12 10 11 biimtrdi ⊢ A ∩ ⋃ B = A → A ∩ ⋃ B ∈ Fin → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
13 9 12 sylbi ⊢ A ⊆ ⋃ B → A ∩ ⋃ B ∈ Fin → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
14 13 com12 ⊢ A ∩ ⋃ B ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
15 8 14 sylbi ⊢ A ∩ ⋃ x ∈ B x ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
16 4 15 sylbi ⊢ ⋃ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
17 2 16 syl ⊢ B ∈ Fin ∧ ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
18 17 ex ⊢ B ∈ Fin → ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ¬ A ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
19 18 com24 ⊢ B ∈ Fin → ¬ A ∈ Fin → A ⊆ ⋃ B → ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
20 19 3imp21 ⊢ ¬ A ∈ Fin ∧ B ∈ Fin ∧ A ⊆ ⋃ B → ∀ x ∈ B A ∩ x ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
21 1 20 biimtrrid ⊢ ¬ A ∈ Fin ∧ B ∈ Fin ∧ A ⊆ ⋃ B → ¬ ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin
22 21 pm2.18d ⊢ ¬ A ∈ Fin ∧ B ∈ Fin ∧ A ⊆ ⋃ B → ∃ x ∈ B ¬ A ∩ x ∈ Fin