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Theorem dif1enlem

Description: Lemma for rexdif1en and dif1en . (Contributed by BTernaryTau, 18-Aug-2024)

Ref Expression
Assertion dif1enlem ( ( 𝐹𝑉𝑀 ∈ ω ∧ 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ) → ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≈ 𝑀 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 ( ( 𝐹𝑉𝑀 ∈ ω ∧ 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ) → 𝐹𝑉 )
2 sucidg ( 𝑀 ∈ ω → 𝑀 ∈ suc 𝑀 )
3 dff1o3 ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ↔ ( 𝐹 : 𝐴onto→ suc 𝑀 ∧ Fun 𝐹 ) )
4 3 simprbi ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 → Fun 𝐹 )
5 4 adantr ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → Fun 𝐹 )
6 f1ofo ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝐹 : 𝐴onto→ suc 𝑀 )
7 f1ofn ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝐹 Fn 𝐴 )
8 fnresdm ( 𝐹 Fn 𝐴 → ( 𝐹𝐴 ) = 𝐹 )
9 foeq1 ( ( 𝐹𝐴 ) = 𝐹 → ( ( 𝐹𝐴 ) : 𝐴onto→ suc 𝑀𝐹 : 𝐴onto→ suc 𝑀 ) )
10 7 8 9 3syl ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 → ( ( 𝐹𝐴 ) : 𝐴onto→ suc 𝑀𝐹 : 𝐴onto→ suc 𝑀 ) )
11 6 10 mpbird ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 → ( 𝐹𝐴 ) : 𝐴onto→ suc 𝑀 )
12 11 adantr ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹𝐴 ) : 𝐴onto→ suc 𝑀 )
13 7 adantr ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → 𝐹 Fn 𝐴 )
14 f1ocnvdm ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹𝑀 ) ∈ 𝐴 )
15 f1ocnvfv2 ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑀 ) ) = 𝑀 )
16 snidg ( 𝑀 ∈ suc 𝑀𝑀 ∈ { 𝑀 } )
17 16 adantl ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → 𝑀 ∈ { 𝑀 } )
18 15 17 eqeltrd ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑀 ) ) ∈ { 𝑀 } )
19 fressnfv ( ( 𝐹 Fn 𝐴 ∧ ( 𝐹𝑀 ) ∈ 𝐴 ) → ( ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } ⟶ { 𝑀 } ↔ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑀 ) ) ∈ { 𝑀 } ) )
20 19 biimp3ar ( ( 𝐹 Fn 𝐴 ∧ ( 𝐹𝑀 ) ∈ 𝐴 ∧ ( 𝐹 ‘ ( 𝐹𝑀 ) ) ∈ { 𝑀 } ) → ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } ⟶ { 𝑀 } )
21 13 14 18 20 syl3anc ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } ⟶ { 𝑀 } )
22 disjsn ( ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ↔ ¬ ( 𝐹𝑀 ) ∈ 𝐴 )
23 22 con2bii ( ( 𝐹𝑀 ) ∈ 𝐴 ↔ ¬ ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ )
24 14 23 sylib ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ¬ ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ )
25 fnresdisj ( 𝐹 Fn 𝐴 → ( ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ↔ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ) )
26 7 25 syl ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 → ( ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ↔ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ) )
27 26 adantr ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( ( 𝐴 ∩ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ↔ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ ) )
28 24 27 mtbid ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ¬ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) = ∅ )
29 28 neqned ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≠ ∅ )
30 foconst ( ( ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } ⟶ { 𝑀 } ∧ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≠ ∅ ) → ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } –onto→ { 𝑀 } )
31 21 29 30 syl2anc ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } –onto→ { 𝑀 } )
32 resdif ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝐹𝐴 ) : 𝐴onto→ suc 𝑀 ∧ ( 𝐹 ↾ { ( 𝐹𝑀 ) } ) : { ( 𝐹𝑀 ) } –onto→ { 𝑀 } ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto→ ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) )
33 5 12 31 32 syl3anc ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto→ ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) )
34 2 33 sylan2 ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ ω ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto→ ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) )
35 nnord ( 𝑀 ∈ ω → Ord 𝑀 )
36 orddif ( Ord 𝑀𝑀 = ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) )
37 35 36 syl ( 𝑀 ∈ ω → 𝑀 = ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) )
38 37 f1oeq3d ( 𝑀 ∈ ω → ( ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 ↔ ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto→ ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) ) )
39 38 adantl ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ ω ) → ( ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 ↔ ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto→ ( suc 𝑀 ∖ { 𝑀 } ) ) )
40 34 39 mpbird ( ( 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀𝑀 ∈ ω ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 )
41 40 ancoms ( ( 𝑀 ∈ ω ∧ 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 )
42 41 3adant1 ( ( 𝐹𝑉𝑀 ∈ ω ∧ 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ) → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 )
43 resexg ( 𝐹𝑉 → ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) ∈ V )
44 f1oen3g ( ( ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) ∈ V ∧ ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 ) → ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≈ 𝑀 )
45 43 44 sylan ( ( 𝐹𝑉 ∧ ( 𝐹 ↾ ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ) : ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) –1-1-onto𝑀 ) → ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≈ 𝑀 )
46 1 42 45 syl2anc ( ( 𝐹𝑉𝑀 ∈ ω ∧ 𝐹 : 𝐴1-1-onto→ suc 𝑀 ) → ( 𝐴 ∖ { ( 𝐹𝑀 ) } ) ≈ 𝑀 )