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Theorem hashinf

Description: The value of the # function on an infinite set. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Jul-2014)

Ref Expression
Assertion hashinf ⊢ A ∈ V ∧ ¬ A ∈ Fin → A = +∞

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elex ⊢ A ∈ V → A ∈ V
2 eldif ⊢ A ∈ V ∖ Fin ↔ A ∈ V ∧ ¬ A ∈ Fin
3 df-hash ⊢ . = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ∪ V ∖ Fin × +∞
4 3 reseq1i ⊢ . ↾ V ∖ Fin = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ∪ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin
5 resundir ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ∪ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin ∪ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin
6 disjdif ⊢ Fin ∩ V ∖ Fin = ∅
7 eqid ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω
8 eqid ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card = rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card
9 7 8 hashkf ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card : Fin ⟶ ℕ 0
10 ffn ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card : Fin ⟶ ℕ 0 → rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card Fn Fin
11 fnresdisj ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card Fn Fin → Fin ∩ V ∖ Fin = ∅ ↔ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin = ∅
12 9 10 11 mp2b ⊢ Fin ∩ V ∖ Fin = ∅ ↔ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin = ∅
13 6 12 mpbi ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin = ∅
14 pnfex ⊢ +∞ ∈ V
15 14 fconst ⊢ V ∖ Fin × +∞ : V ∖ Fin ⟶ +∞
16 ffn ⊢ V ∖ Fin × +∞ : V ∖ Fin ⟶ +∞ → V ∖ Fin × +∞ Fn V ∖ Fin
17 fnresdm ⊢ V ∖ Fin × +∞ Fn V ∖ Fin → V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin = V ∖ Fin × +∞
18 15 16 17 mp2b ⊢ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin = V ∖ Fin × +∞
19 13 18 uneq12i ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin ∪ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin = ∅ ∪ V ∖ Fin × +∞
20 uncom ⊢ ∅ ∪ V ∖ Fin × +∞ = V ∖ Fin × +∞ ∪ ∅
21 un0 ⊢ V ∖ Fin × +∞ ∪ ∅ = V ∖ Fin × +∞
22 19 20 21 3eqtri ⊢ rec ⁡ x ∈ V ⟼ x + 1 0 ↾ ω ∘ card ↾ V ∖ Fin ∪ V ∖ Fin × +∞ ↾ V ∖ Fin = V ∖ Fin × +∞
23 4 5 22 3eqtri ⊢ . ↾ V ∖ Fin = V ∖ Fin × +∞
24 23 fveq1i ⊢ . ↾ V ∖ Fin ⁡ A = V ∖ Fin × +∞ ⁡ A
25 fvres ⊢ A ∈ V ∖ Fin → . ↾ V ∖ Fin ⁡ A = A
26 14 fvconst2 ⊢ A ∈ V ∖ Fin → V ∖ Fin × +∞ ⁡ A = +∞
27 24 25 26 3eqtr3a ⊢ A ∈ V ∖ Fin → A = +∞
28 2 27 sylbir ⊢ A ∈ V ∧ ¬ A ∈ Fin → A = +∞
29 1 28 sylan ⊢ A ∈ V ∧ ¬ A ∈ Fin → A = +∞