Metamath Proof Explorer


Theorem isfin1-3

Description: A set is I-finite iff every system of subsets contains a maximal subset. Definition I of Levy58 p. 2. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Nov-2014) (Proof shortened by Mario Carneiro, 17-May-2015)

Ref Expression
Assertion isfin1-3 A V A Fin [⊂] -1 Fr 𝒫 A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 porpss [⊂] Po 𝒫 A
2 cnvpo [⊂] Po 𝒫 A [⊂] -1 Po 𝒫 A
3 1 2 mpbi [⊂] -1 Po 𝒫 A
4 pwfi A Fin 𝒫 A Fin
5 4 biimpi A Fin 𝒫 A Fin
6 frfi [⊂] -1 Po 𝒫 A 𝒫 A Fin [⊂] -1 Fr 𝒫 A
7 3 5 6 sylancr A Fin [⊂] -1 Fr 𝒫 A
8 inss2 Fin 𝒫 A 𝒫 A
9 pwexg A V 𝒫 A V
10 ssexg Fin 𝒫 A 𝒫 A 𝒫 A V Fin 𝒫 A V
11 8 9 10 sylancr A V Fin 𝒫 A V
12 0fin Fin
13 0elpw 𝒫 A
14 12 13 elini Fin 𝒫 A
15 14 ne0ii Fin 𝒫 A
16 fri Fin 𝒫 A V [⊂] -1 Fr 𝒫 A Fin 𝒫 A 𝒫 A Fin 𝒫 A b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b
17 8 15 16 mpanr12 Fin 𝒫 A V [⊂] -1 Fr 𝒫 A b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b
18 11 17 sylan A V [⊂] -1 Fr 𝒫 A b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b
19 18 ex A V [⊂] -1 Fr 𝒫 A b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b
20 elinel1 b Fin 𝒫 A b Fin
21 ralnex c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b ¬ c Fin 𝒫 A c [⊂] -1 b
22 20 adantr b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b Fin
23 snfi d Fin
24 unfi b Fin d Fin b d Fin
25 22 23 24 sylancl b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b d Fin
26 elinel2 b Fin 𝒫 A b 𝒫 A
27 26 elpwid b Fin 𝒫 A b A
28 27 adantr b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b A
29 snssi d A d A
30 29 ad2antrl b Fin 𝒫 A d A ¬ d b d A
31 28 30 unssd b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b d A
32 vex b V
33 snex d V
34 32 33 unex b d V
35 34 elpw b d 𝒫 A b d A
36 31 35 sylibr b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b d 𝒫 A
37 25 36 elind b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b d Fin 𝒫 A
38 disjsn b d = ¬ d b
39 38 biimpri ¬ d b b d =
40 vex d V
41 40 snnz d
42 disjpss b d = d b b d
43 39 41 42 sylancl ¬ d b b b d
44 43 ad2antll b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b b d
45 34 32 brcnv b d [⊂] -1 b b [⊂] b d
46 34 brrpss b [⊂] b d b b d
47 45 46 bitri b d [⊂] -1 b b b d
48 44 47 sylibr b Fin 𝒫 A d A ¬ d b b d [⊂] -1 b
49 breq1 c = b d c [⊂] -1 b b d [⊂] -1 b
50 49 rspcev b d Fin 𝒫 A b d [⊂] -1 b c Fin 𝒫 A c [⊂] -1 b
51 37 48 50 syl2anc b Fin 𝒫 A d A ¬ d b c Fin 𝒫 A c [⊂] -1 b
52 51 expr b Fin 𝒫 A d A ¬ d b c Fin 𝒫 A c [⊂] -1 b
53 52 con1d b Fin 𝒫 A d A ¬ c Fin 𝒫 A c [⊂] -1 b d b
54 21 53 syl5bi b Fin 𝒫 A d A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b d b
55 54 impancom b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b d A d b
56 55 ssrdv b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b A b
57 ssfi b Fin A b A Fin
58 20 56 57 syl2an2r b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b A Fin
59 58 rexlimiva b Fin 𝒫 A c Fin 𝒫 A ¬ c [⊂] -1 b A Fin
60 19 59 syl6 A V [⊂] -1 Fr 𝒫 A A Fin
61 7 60 impbid2 A V A Fin [⊂] -1 Fr 𝒫 A