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Theorem oldfib

Description: The old set of an ordinal is finite iff the ordinal is finite. (Contributed by Scott Fenton, 19-Feb-2026)

Ref Expression
Assertion oldfib ⊢ A ∈ On → A ∈ ω ↔ Old ⁡ A ∈ Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 oldfi ⊢ A ∈ ω → Old ⁡ A ∈ Fin
2 fveq2 ⊢ x = y → Old ⁡ x = Old ⁡ y
3 2 eleq1d ⊢ x = y → Old ⁡ x ∈ Fin ↔ Old ⁡ y ∈ Fin
4 eleq1 ⊢ x = y → x ∈ ω ↔ y ∈ ω
5 3 4 imbi12d ⊢ x = y → Old ⁡ x ∈ Fin → x ∈ ω ↔ Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω
6 fveq2 ⊢ x = A → Old ⁡ x = Old ⁡ A
7 6 eleq1d ⊢ x = A → Old ⁡ x ∈ Fin ↔ Old ⁡ A ∈ Fin
8 eleq1 ⊢ x = A → x ∈ ω ↔ A ∈ ω
9 7 8 imbi12d ⊢ x = A → Old ⁡ x ∈ Fin → x ∈ ω ↔ Old ⁡ A ∈ Fin → A ∈ ω
10 oldval ⊢ x ∈ On → Old ⁡ x = ⋃ M x
11 10 eleq1d ⊢ x ∈ On → Old ⁡ x ∈ Fin ↔ ⋃ M x ∈ Fin
12 11 biimpa ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ⋃ M x ∈ Fin
13 unifi3 ⊢ ⋃ M x ∈ Fin → M x ⊆ Fin
14 12 13 syl ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → M x ⊆ Fin
15 madef ⊢ M : On ⟶ 𝒫 No
16 ffun ⊢ M : On ⟶ 𝒫 No → Fun ⁡ M
17 15 16 ax-mp ⊢ Fun ⁡ M
18 onss ⊢ x ∈ On → x ⊆ On
19 15 fdmi ⊢ dom ⁡ M = On
20 18 19 sseqtrrdi ⊢ x ∈ On → x ⊆ dom ⁡ M
21 funimass4 ⊢ Fun ⁡ M ∧ x ⊆ dom ⁡ M → M x ⊆ Fin ↔ ∀ y ∈ x M ⁡ y ∈ Fin
22 17 20 21 sylancr ⊢ x ∈ On → M x ⊆ Fin ↔ ∀ y ∈ x M ⁡ y ∈ Fin
23 22 adantr ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → M x ⊆ Fin ↔ ∀ y ∈ x M ⁡ y ∈ Fin
24 14 23 mpbid ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x M ⁡ y ∈ Fin
25 oldssmade ⊢ Old ⁡ y ⊆ M ⁡ y
26 ssfi ⊢ M ⁡ y ∈ Fin ∧ Old ⁡ y ⊆ M ⁡ y → Old ⁡ y ∈ Fin
27 25 26 mpan2 ⊢ M ⁡ y ∈ Fin → Old ⁡ y ∈ Fin
28 27 ralimi ⊢ ∀ y ∈ x M ⁡ y ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin
29 24 28 syl ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin
30 29 3adant2 ⊢ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin
31 r19.26 ⊢ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ y ∈ Fin ↔ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin
32 pm2.27 ⊢ Old ⁡ y ∈ Fin → Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω → y ∈ ω
33 32 impcom ⊢ Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω
34 33 ralimi ⊢ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ y ∈ Fin → ∀ y ∈ x y ∈ ω
35 dfss3 ⊢ x ⊆ ω ↔ ∀ y ∈ x y ∈ ω
36 34 35 sylibr ⊢ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ y ∈ Fin → x ⊆ ω
37 31 36 sylbir ⊢ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → x ⊆ ω
38 eloni ⊢ x ∈ On → Ord ⁡ x
39 ordom ⊢ Ord ⁡ ω
40 ordsseleq ⊢ Ord ⁡ x ∧ Ord ⁡ ω → x ⊆ ω ↔ x ∈ ω ∨ x = ω
41 39 40 mpan2 ⊢ Ord ⁡ x → x ⊆ ω ↔ x ∈ ω ∨ x = ω
42 38 41 syl ⊢ x ∈ On → x ⊆ ω ↔ x ∈ ω ∨ x = ω
43 42 adantr ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → x ⊆ ω ↔ x ∈ ω ∨ x = ω
44 fveq2 ⊢ x = ω → Old ⁡ x = Old ⁡ ω
45 eqvisset ⊢ x = ω → ω ∈ V
46 bdayfun ⊢ Fun ⁡ bday
47 n0sexg ⊢ ω ∈ V → ℕ 0s ∈ V
48 resfunexg ⊢ Fun ⁡ bday ∧ ℕ 0s ∈ V → bday ↾ ℕ 0s ∈ V
49 46 47 48 sylancr ⊢ ω ∈ V → bday ↾ ℕ 0s ∈ V
50 cnvexg ⊢ bday ↾ ℕ 0s ∈ V → bday ↾ ℕ 0s -1 ∈ V
51 49 50 syl ⊢ ω ∈ V → bday ↾ ℕ 0s -1 ∈ V
52 bdayn0sf1o ⊢ bday ↾ ℕ 0s : ℕ 0s ⟶ 1-1 onto ω
53 52 a1i ⊢ ω ∈ V → bday ↾ ℕ 0s : ℕ 0s ⟶ 1-1 onto ω
54 f1ocnv ⊢ bday ↾ ℕ 0s : ℕ 0s ⟶ 1-1 onto ω → bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0s
55 f1of1 ⊢ bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 onto ℕ 0s → bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 ℕ 0s
56 53 54 55 3syl ⊢ ω ∈ V → bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 ℕ 0s
57 n0ssoldg ⊢ ω ∈ V → ℕ 0s ⊆ Old ⁡ ω
58 f1ss ⊢ bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 ℕ 0s ∧ ℕ 0s ⊆ Old ⁡ ω → bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω
59 56 57 58 syl2anc ⊢ ω ∈ V → bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω
60 f1eq1 ⊢ f = bday ↾ ℕ 0s -1 → f : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω ↔ bday ↾ ℕ 0s -1 : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω
61 51 59 60 spcedv ⊢ ω ∈ V → ∃ f f : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω
62 fvex ⊢ Old ⁡ ω ∈ V
63 62 brdom ⊢ ω ≼ Old ⁡ ω ↔ ∃ f f : ω ⟶ 1-1 Old ⁡ ω
64 61 63 sylibr ⊢ ω ∈ V → ω ≼ Old ⁡ ω
65 infinfg ⊢ ω ∈ V ∧ Old ⁡ ω ∈ V → ¬ Old ⁡ ω ∈ Fin ↔ ω ≼ Old ⁡ ω
66 62 65 mpan2 ⊢ ω ∈ V → ¬ Old ⁡ ω ∈ Fin ↔ ω ≼ Old ⁡ ω
67 64 66 mpbird ⊢ ω ∈ V → ¬ Old ⁡ ω ∈ Fin
68 45 67 syl ⊢ x = ω → ¬ Old ⁡ ω ∈ Fin
69 44 68 eqneltrd ⊢ x = ω → ¬ Old ⁡ x ∈ Fin
70 69 con2i ⊢ Old ⁡ x ∈ Fin → ¬ x = ω
71 70 adantl ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ¬ x = ω
72 orel2 ⊢ ¬ x = ω → x ∈ ω ∨ x = ω → x ∈ ω
73 71 72 syl ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → x ∈ ω ∨ x = ω → x ∈ ω
74 43 73 sylbid ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → x ⊆ ω → x ∈ ω
75 37 74 syl5 ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → x ∈ ω
76 75 expd ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → x ∈ ω
77 76 3impia ⊢ x ∈ On ∧ Old ⁡ x ∈ Fin ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → x ∈ ω
78 77 3com23 ⊢ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → x ∈ ω
79 30 78 mpd ⊢ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω ∧ Old ⁡ x ∈ Fin → x ∈ ω
80 79 3exp ⊢ x ∈ On → ∀ y ∈ x Old ⁡ y ∈ Fin → y ∈ ω → Old ⁡ x ∈ Fin → x ∈ ω
81 5 9 80 tfis3 ⊢ A ∈ On → Old ⁡ A ∈ Fin → A ∈ ω
82 1 81 impbid2 ⊢ A ∈ On → A ∈ ω ↔ Old ⁡ A ∈ Fin