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Theorem fmtnoinf

Description: The set of Fermat numbers is infinite. (Contributed by AV, 3-Aug-2021)

Ref Expression
Assertion fmtnoinf ran FermatNo ∉ Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fmtnof1 FermatNo : ℕ01-1→ ℕ
2 f1f ( FermatNo : ℕ01-1→ ℕ → FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ )
3 fdm ( FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ → dom FermatNo = ℕ0 )
4 nnssnn0 ℕ ⊆ ℕ0
5 nnnfi ¬ ℕ ∈ Fin
6 ssfi ( ( ℕ0 ∈ Fin ∧ ℕ ⊆ ℕ0 ) → ℕ ∈ Fin )
7 6 expcom ( ℕ ⊆ ℕ0 → ( ℕ0 ∈ Fin → ℕ ∈ Fin ) )
8 7 con3d ( ℕ ⊆ ℕ0 → ( ¬ ℕ ∈ Fin → ¬ ℕ0 ∈ Fin ) )
9 4 5 8 mp2 ¬ ℕ0 ∈ Fin
10 eleq1 ( dom FermatNo = ℕ0 → ( dom FermatNo ∈ Fin ↔ ℕ0 ∈ Fin ) )
11 9 10 mtbiri ( dom FermatNo = ℕ0 → ¬ dom FermatNo ∈ Fin )
12 3 11 syl ( FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ → ¬ dom FermatNo ∈ Fin )
13 ffun ( FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ → Fun FermatNo )
14 fundmfibi ( Fun FermatNo → ( FermatNo ∈ Fin ↔ dom FermatNo ∈ Fin ) )
15 13 14 syl ( FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ → ( FermatNo ∈ Fin ↔ dom FermatNo ∈ Fin ) )
16 12 15 mtbird ( FermatNo : ℕ0 ⟶ ℕ → ¬ FermatNo ∈ Fin )
17 1 2 16 mp2b ¬ FermatNo ∈ Fin
18 nn0ex 0 ∈ V
19 f1dmvrnfibi ( ( ℕ0 ∈ V ∧ FermatNo : ℕ01-1→ ℕ ) → ( FermatNo ∈ Fin ↔ ran FermatNo ∈ Fin ) )
20 19 notbid ( ( ℕ0 ∈ V ∧ FermatNo : ℕ01-1→ ℕ ) → ( ¬ FermatNo ∈ Fin ↔ ¬ ran FermatNo ∈ Fin ) )
21 18 1 20 mp2an ( ¬ FermatNo ∈ Fin ↔ ¬ ran FermatNo ∈ Fin )
22 17 21 mpbi ¬ ran FermatNo ∈ Fin
23 22 nelir ran FermatNo ∉ Fin