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Theorem fin4en1

Description: Dedekind finite is a cardinal property. (Contributed by Stefan O'Rear, 30-Oct-2014) (Revised by Mario Carneiro, 16-May-2015)

Ref Expression
Assertion fin4en1 ( 𝐴𝐵 → ( 𝐴 ∈ FinIV𝐵 ∈ FinIV ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ensym ( 𝐴𝐵𝐵𝐴 )
2 bren ( 𝐵𝐴 ↔ ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 )
3 simpr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → 𝑥𝐵 )
4 f1of1 ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )
5 pssss ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 )
6 ssid 𝐵𝐵
7 5 6 jctir ( 𝑥𝐵 → ( 𝑥𝐵𝐵𝐵 ) )
8 f1imapss ( ( 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝐵𝐵 ) ) → ( ( 𝑓𝑥 ) ⊊ ( 𝑓𝐵 ) ↔ 𝑥𝐵 ) )
9 4 7 8 syl2an ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( ( 𝑓𝑥 ) ⊊ ( 𝑓𝐵 ) ↔ 𝑥𝐵 ) )
10 3 9 mpbird ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝑥 ) ⊊ ( 𝑓𝐵 ) )
11 imadmrn ( 𝑓 “ dom 𝑓 ) = ran 𝑓
12 f1odm ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → dom 𝑓 = 𝐵 )
13 12 imaeq2d ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( 𝑓 “ dom 𝑓 ) = ( 𝑓𝐵 ) )
14 dff1o5 ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ↔ ( 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 ∧ ran 𝑓 = 𝐴 ) )
15 14 simprbi ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ran 𝑓 = 𝐴 )
16 11 13 15 3eqtr3a ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( 𝑓𝐵 ) = 𝐴 )
17 16 adantr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝐵 ) = 𝐴 )
18 17 psseq2d ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( ( 𝑓𝑥 ) ⊊ ( 𝑓𝐵 ) ↔ ( 𝑓𝑥 ) ⊊ 𝐴 ) )
19 10 18 mpbid ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝑥 ) ⊊ 𝐴 )
20 19 adantrr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ⊊ 𝐴 )
21 vex 𝑥 ∈ V
22 21 f1imaen ( ( 𝑓 : 𝐵1-1𝐴𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝑥 )
23 4 5 22 syl2an ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝑥 )
24 23 adantrr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝑥 )
25 simprr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → 𝑥𝐵 )
26 entr ( ( ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝑥𝑥𝐵 ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐵 )
27 24 25 26 syl2anc ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐵 )
28 vex 𝑓 ∈ V
29 f1oen3g ( ( 𝑓 ∈ V ∧ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ) → 𝐵𝐴 )
30 28 29 mpan ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴𝐵𝐴 )
31 30 adantr ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → 𝐵𝐴 )
32 entr ( ( ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐵𝐵𝐴 ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐴 )
33 27 31 32 syl2anc ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐴 )
34 fin4i ( ( ( 𝑓𝑥 ) ⊊ 𝐴 ∧ ( 𝑓𝑥 ) ≈ 𝐴 ) → ¬ 𝐴 ∈ FinIV )
35 20 33 34 syl2anc ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 ∧ ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) → ¬ 𝐴 ∈ FinIV )
36 35 ex ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) → ¬ 𝐴 ∈ FinIV ) )
37 36 exlimdv ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) → ¬ 𝐴 ∈ FinIV ) )
38 37 con2d ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( 𝐴 ∈ FinIV → ¬ ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) )
39 38 exlimiv ( ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐴 → ( 𝐴 ∈ FinIV → ¬ ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) )
40 2 39 sylbi ( 𝐵𝐴 → ( 𝐴 ∈ FinIV → ¬ ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) )
41 relen Rel ≈
42 41 brrelex1i ( 𝐵𝐴𝐵 ∈ V )
43 isfin4 ( 𝐵 ∈ V → ( 𝐵 ∈ FinIV ↔ ¬ ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) )
44 42 43 syl ( 𝐵𝐴 → ( 𝐵 ∈ FinIV ↔ ¬ ∃ 𝑥 ( 𝑥𝐵𝑥𝐵 ) ) )
45 40 44 sylibrd ( 𝐵𝐴 → ( 𝐴 ∈ FinIV𝐵 ∈ FinIV ) )
46 1 45 syl ( 𝐴𝐵 → ( 𝐴 ∈ FinIV𝐵 ∈ FinIV ) )