Theorem bj-om 13135

Description: A set is equal to ω if and only if it is the smallest inductive set. (Contributed by BJ, 30-Nov-2019.) (Proof modification is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
bj-om	⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝐴 = ω ↔ (Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥))))

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Allowed substitution hint:   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem bj-om

Step	Hyp	Ref	Expression
1		bj-omind 13132	. . . 4 ⊢ Ind ω
2		bj-indeq 13127	. . . 4 ⊢ (𝐴 = ω → (Ind 𝐴 ↔ Ind ω))
3	1, 2	mpbiri 167	. . 3 ⊢ (𝐴 = ω → Ind 𝐴)
4		vex 2689	. . . . . 6 ⊢ 𝑥 ∈ V
5		bj-omssind 13133	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ V → (Ind 𝑥 → ω ⊆ 𝑥))
6	4, 5	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (Ind 𝑥 → ω ⊆ 𝑥)
7		sseq1 3120	. . . . 5 ⊢ (𝐴 = ω → (𝐴 ⊆ 𝑥 ↔ ω ⊆ 𝑥))
8	6, 7	syl5ibr 155	. . . 4 ⊢ (𝐴 = ω → (Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥))
9	8	alrimiv 1846	. . 3 ⊢ (𝐴 = ω → ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥))
10	3, 9	jca 304	. 2 ⊢ (𝐴 = ω → (Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)))
11		bj-ssom 13134	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥) ↔ 𝐴 ⊆ ω)
12	11	biimpi 119	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥) → 𝐴 ⊆ ω)
13	12	adantl 275	. . . . 5 ⊢ ((Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)) → 𝐴 ⊆ ω)
14	13	a1i 9	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ((Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)) → 𝐴 ⊆ ω))
15		bj-omssind 13133	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (Ind 𝐴 → ω ⊆ 𝐴))
16	15	adantrd 277	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ((Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)) → ω ⊆ 𝐴))
17	14, 16	jcad 305	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ((Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)) → (𝐴 ⊆ ω ∧ ω ⊆ 𝐴)))
18		eqss 3112	. . 3 ⊢ (𝐴 = ω ↔ (𝐴 ⊆ ω ∧ ω ⊆ 𝐴))
19	17, 18	syl6ibr 161	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → ((Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥)) → 𝐴 = ω))
20	10, 19	impbid2 142	1 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝐴 = ω ↔ (Ind 𝐴 ∧ ∀𝑥(Ind 𝑥 → 𝐴 ⊆ 𝑥))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104  ∀wal 1329   = wceq 1331   ∈ wcel 1480  Vcvv 2686   ⊆ wss 3071  ωcom 4504  Ind wind 13124

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-nul 4054  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-bd0 13011  ax-bdor 13014  ax-bdex 13017  ax-bdeq 13018  ax-bdel 13019  ax-bdsb 13020  ax-bdsep 13082

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-tru 1334  df-nf 1437  df-sb 1736  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ral 2421  df-rex 2422  df-rab 2425  df-v 2688  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-sn 3533  df-pr 3534  df-uni 3737  df-int 3772  df-suc 4293  df-iom 4505  df-bdc 13039  df-bj-ind 13125

This theorem is referenced by:  bj-2inf  13136  bj-inf2vn  13172  bj-inf2vn2  13173