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Theorem isinffi

Description: An infinite set contains subsets equinumerous to every finite set. Extension of isinf from finite ordinals to all finite sets. (Contributed by Stefan O'Rear, 8-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion isinffi ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) → ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ficardom ( 𝐵 ∈ Fin → ( card ‘ 𝐵 ) ∈ ω )
2 isinf ( ¬ 𝐴 ∈ Fin → ∀ 𝑎 ∈ ω ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐𝑎 ) )
3 breq2 ( 𝑎 = ( card ‘ 𝐵 ) → ( 𝑐𝑎𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) )
4 3 anbi2d ( 𝑎 = ( card ‘ 𝐵 ) → ( ( 𝑐𝐴𝑐𝑎 ) ↔ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) )
5 4 exbidv ( 𝑎 = ( card ‘ 𝐵 ) → ( ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐𝑎 ) ↔ ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) )
6 5 rspcva ( ( ( card ‘ 𝐵 ) ∈ ω ∧ ∀ 𝑎 ∈ ω ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐𝑎 ) ) → ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) )
7 1 2 6 syl2anr ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) → ∃ 𝑐 ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) )
8 simprr ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → 𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) )
9 ficardid ( 𝐵 ∈ Fin → ( card ‘ 𝐵 ) ≈ 𝐵 )
10 9 ad2antlr ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → ( card ‘ 𝐵 ) ≈ 𝐵 )
11 entr ( ( 𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ∧ ( card ‘ 𝐵 ) ≈ 𝐵 ) → 𝑐𝐵 )
12 8 10 11 syl2anc ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → 𝑐𝐵 )
13 12 ensymd ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → 𝐵𝑐 )
14 bren ( 𝐵𝑐 ↔ ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐 )
15 13 14 sylib ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐 )
16 f1of1 ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐𝑓 : 𝐵1-1𝑐 )
17 simplrl ( ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) ∧ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐 ) → 𝑐𝐴 )
18 f1ss ( ( 𝑓 : 𝐵1-1𝑐𝑐𝐴 ) → 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )
19 16 17 18 syl2an2 ( ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) ∧ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐 ) → 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )
20 19 ex ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐𝑓 : 𝐵1-1𝐴 ) )
21 20 eximdv ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → ( ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝑐 → ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 ) )
22 15 21 mpd ( ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑐 ≈ ( card ‘ 𝐵 ) ) ) → ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )
23 7 22 exlimddv ( ( ¬ 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐵 ∈ Fin ) → ∃ 𝑓 𝑓 : 𝐵1-1𝐴 )