Theorem tfr0dm 6219

Description: Transfinite recursion is defined at the empty set. (Contributed by Jim Kingdon, 8-Mar-2022.)

Hypothesis

Ref	Expression
tfr.1	⊢ 𝐹 = recs(𝐺)

Assertion

Ref	Expression
tfr0dm	⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∅ ∈ dom 𝐹)

Proof of Theorem tfr0dm

Dummy variables 𝑥 𝑓 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		0ex 4055	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ V
2		opexg 4150	. . . . 5 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V)
3	1, 2	mpan 420	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V)
4		snidg 3554	. . . 4 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩})
5	3, 4	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩})
6		fnsng 5170	. . . . 5 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅})
7	1, 6	mpan 420	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅})
8		fvsng 5616	. . . . . . 7 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘∅))
9	1, 8	mpan 420	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘∅))
10		res0 4823	. . . . . . 7 ⊢ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅) = ∅
11	10	fveq2i 5424	. . . . . 6 ⊢ (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)) = (𝐺‘∅)
12	9, 11	syl6eqr 2190	. . . . 5 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
13		fveq2 5421	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = ∅ → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅))
14		reseq2 4814	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 = ∅ → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅))
15	14	fveq2d 5425	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = ∅ → (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
16	13, 15	eqeq12d 2154	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = ∅ → (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅))))
17	1, 16	ralsn 3567	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
18	12, 17	sylibr 133	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))
19		suc0 4333	. . . . . 6 ⊢ suc ∅ = {∅}
20		0elon 4314	. . . . . . 7 ⊢ ∅ ∈ On
21	20	onsuci 4432	. . . . . 6 ⊢ suc ∅ ∈ On
22	19, 21	eqeltrri 2213	. . . . 5 ⊢ {∅} ∈ On
23		fneq2 5212	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {∅} → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ↔ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅}))
24		raleq 2626	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {∅} → (∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
25	23, 24	anbi12d 464	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = {∅} → (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
26	25	rspcev 2789	. . . . 5 ⊢ (({∅} ∈ On ∧ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
27	22, 26	mpan 420	. . . 4 ⊢ (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))) → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
28	7, 18, 27	syl2anc 408	. . 3 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
29		snexg 4108	. . . . 5 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∈ V)
30		eleq2 2203	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}))
31		fneq1 5211	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓 Fn 𝑥 ↔ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥))
32		fveq1 5420	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓‘𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦))
33		reseq1 4813	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓 ↾ 𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))
34	33	fveq2d 5425	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))
35	32, 34	eqeq12d 2154	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
36	35	ralbidv 2437	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)) ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
37	31, 36	anbi12d 464	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦))) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
38	37	rexbidv 2438	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦))) ↔ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
39	30, 38	anbi12d 464	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))) ↔ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))))
40	39	spcegv 2774	. . . . 5 ⊢ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∈ V → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦))))))
41	3, 29, 40	3syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦))))))
42		tfr.1	. . . . . 6 ⊢ 𝐹 = recs(𝐺)
43	42	eleq2i 2206	. . . . 5 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ recs(𝐺))
44		df-recs 6202	. . . . . 6 ⊢ recs(𝐺) = ∪ {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))}
45	44	eleq2i 2206	. . . . 5 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ recs(𝐺) ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ ∪ {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))})
46		eluniab 3748	. . . . 5 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ ∪ {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))} ↔ ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))))
47	43, 45, 46	3bitri 205	. . . 4 ⊢ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 ↔ ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑓‘𝑦) = (𝐺‘(𝑓 ↾ 𝑦)))))
48	41, 47	syl6ibr 161	. . 3 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹))
49	5, 28, 48	mp2and 429	. 2 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹)
50		opeldmg 4744	. . 3 ⊢ ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → ∅ ∈ dom 𝐹))
51	1, 50	mpan 420	. 2 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → ∅ ∈ dom 𝐹))
52	49, 51	mpd 13	1 ⊢ ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∅ ∈ dom 𝐹)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   = wceq 1331  ∃wex 1468   ∈ wcel 1480  {cab 2125  ∀wral 2416  ∃wrex 2417  Vcvv 2686  ∅c0 3363  {csn 3527  ⟨cop 3530  ∪ cuni 3736  Oncon0 4285  suc csuc 4287  dom cdm 4539   ↾ cres 4541   Fn wfn 5118  ‘cfv 5123  recscrecs 6201

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-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ral 2421  df-rex 2422  df-v 2688  df-sbc 2910  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-br 3930  df-opab 3990  df-tr 4027  df-id 4215  df-iord 4288  df-on 4290  df-suc 4293  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-res 4551  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-fv 5131  df-recs 6202

This theorem is referenced by:  tfr0  6220