Teorema de Cantor

Demostrar con Lean4 el teorema de Cantor; es decir, que no existe ninguna aplicación suprayectiva de un conjunto en el conjunto de sus subconjuntos.

Para ello, completar la siguiente teoría de Lean4:

1. Demostración en lenguaje natural

Sea \(f\) una función de \(A\) en el conjunto de los subconjuntos \(A\). Tenemos que demostrar que \(f\) no es suprayectiva. Lo haremos por reducción al absurdo. Para ello, supongamos que \(f\) es suprayectiva y consideremos el conjunto
\[ S := \{i ∈ A | i ∉ f(i)\} \tag{1} \]
Entonces, tiene que existir un \(j ∈ A\) tal que
\[ f(j) = S \tag{2} \]
Se pueden dar dos casos: \(j ∈ S\) ó \(j ∉ S\). Veamos que ambos son imposibles.

Caso 1: Supongamos que \(j ∈ S\). Entonces, por (1)
\[ j ∉ f(j) \]
y, por (2),
\[ j ∉ S \]
que es una contradicción.

Caso 2: Supongamos que \(j ∉ S\). Entonces, por (1)
\[ j ∈ f(j) \]
y, por (2),
\[ j ∈ S \]
que es una contradicción.

2. Demostraciones con Lean4

Se puede interactuar con las demostraciones anteriores en Lean 4 Web.

3. Demostraciones con Isabelle/HOL

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