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Theorem cflm 7809
Description: Value of the cofinality function at a limit ordinal. Part of Definition of cofinality of [Enderton] p. 257. (Contributed by NM, 26-Apr-2004.)
Assertion
Ref Expression
cflm  |-  ( ( A  e.  B  /\  Lim  A )  ->  ( cf `  A )  = 
|^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) } )
Distinct variable group:    x, y, A
Allowed substitution hints:    B( x, y)

Proof of Theorem cflm
StepHypRef Expression
1 elex 2748 . 2  |-  ( A  e.  B  ->  A  e.  _V )
2 limsuc 4577 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( Lim 
A  ->  ( v  e.  A  <->  suc  v  e.  A
) )
32biimpd 200 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( Lim 
A  ->  ( v  e.  A  ->  suc  v  e.  A ) )
4 sseq1 3141 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( z  =  suc  v  -> 
( z  C_  w  <->  suc  v  C_  w )
)
54rexbidv 2535 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  =  suc  v  -> 
( E. w  e.  y  z  C_  w  <->  E. w  e.  y  suc  v  C_  w )
)
65rcla4v 2831 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( suc  v  e.  A  -> 
( A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w  ->  E. w  e.  y  suc  v  C_  w
) )
7 vex 2743 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  v  e. 
_V
8 sucssel 4422 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( v  e.  _V  ->  ( suc  v  C_  w  -> 
v  e.  w ) )
97, 8ax-mp 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( suc  v  C_  w  ->  v  e.  w )
109reximi 2621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( E. w  e.  y  suc  v  C_  w  ->  E. w  e.  y  v  e.  w )
11 eluni2 3772 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( v  e.  U. y  <->  E. w  e.  y  v  e.  w )
1210, 11sylibr 205 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( E. w  e.  y  suc  v  C_  w  ->  v  e.  U. y )
136, 12syl6com 33 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w  ->  ( suc  v  e.  A  ->  v  e.  U. y ) )
143, 13syl9 68 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( Lim 
A  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w  ->  ( v  e.  A  ->  v  e. 
U. y ) ) )
1514ralrimdv 2603 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( Lim 
A  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w  ->  A. v  e.  A  v  e.  U. y ) )
16 dfss3 3112 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A 
C_  U. y  <->  A. v  e.  A  v  e.  U. y )
1715, 16syl6ibr 220 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( Lim 
A  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w  ->  A  C_  U. y
) )
1817adantr 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( Lim  A  /\  y  C_  A )  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y 
z  C_  w  ->  A 
C_  U. y ) )
19 uniss 3789 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y 
C_  A  ->  U. y  C_ 
U. A )
20 limuni 4389 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( Lim 
A  ->  A  =  U. A )
2120sseq2d 3148 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( Lim 
A  ->  ( U. y  C_  A  <->  U. y  C_ 
U. A ) )
2219, 21syl5ibr 214 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( Lim 
A  ->  ( y  C_  A  ->  U. y  C_  A ) )
2322imp 420 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( Lim  A  /\  y  C_  A )  ->  U. y  C_  A )
2418, 23jctird 530 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( Lim  A  /\  y  C_  A )  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y 
z  C_  w  ->  ( A  C_  U. y  /\  U. y  C_  A
) ) )
25 eqss 3136 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A  =  U. y  <->  ( A  C_ 
U. y  /\  U. y  C_  A ) )
2624, 25syl6ibr 220 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( Lim  A  /\  y  C_  A )  ->  ( A. z  e.  A  E. w  e.  y 
z  C_  w  ->  A  =  U. y ) )
2726imdistanda 677 . . . . . . . . . 10  |-  ( Lim 
A  ->  ( (
y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w )  ->  (
y  C_  A  /\  A  =  U. y
) ) )
2827anim2d 550 . . . . . . . . 9  |-  ( Lim 
A  ->  ( (
x  =  ( card `  y )  /\  (
y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) )  -> 
( x  =  (
card `  y )  /\  ( y  C_  A  /\  A  =  U. y ) ) ) )
2928eximdv 2019 . . . . . . . 8  |-  ( Lim 
A  ->  ( E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) )  ->  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) ) )
3029ss2abdv 3188 . . . . . . 7  |-  ( Lim 
A  ->  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } 
C_  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) } )
31 intss 3824 . . . . . . 7  |-  ( { x  |  E. y
( x  =  (
card `  y )  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y 
z  C_  w )
) }  C_  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  ->  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } )
3230, 31syl 17 . . . . . 6  |-  ( Lim 
A  ->  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } )
3332adantl 454 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } )
34 limelon 4392 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  A  e.  On )
35 cfval 7806 . . . . . 6  |-  ( A  e.  On  ->  ( cf `  A )  = 
|^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } )
3634, 35syl 17 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  ( cf `  A )  = 
|^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A. z  e.  A  E. w  e.  y  z  C_  w ) ) } )
3733, 36sseqtr4d 3157 . . . 4  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  ( cf `  A ) )
38 cfub 7808 . . . . 5  |-  ( cf `  A )  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) }
39 eqimss 3172 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  =  U. y  ->  A  C_  U. y )
4039anim2i 555 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  C_  A  /\  A  =  U. y
)  ->  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) )
4140anim2i 555 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  =  ( card `  y )  /\  (
y  C_  A  /\  A  =  U. y
) )  ->  (
x  =  ( card `  y )  /\  (
y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) )
4241eximi 1574 . . . . . . 7  |-  ( E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) )  ->  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) )
4342ss2abi 3187 . . . . . 6  |-  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) }
44 intss 3824 . . . . . 6  |-  ( { x  |  E. y
( x  =  (
card `  y )  /\  ( y  C_  A  /\  A  =  U. y ) ) } 
C_  { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) }  ->  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) } 
C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) } )
4543, 44ax-mp 10 . . . . 5  |-  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  C_  U. y ) ) } 
C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }
4638, 45sstri 3130 . . . 4  |-  ( cf `  A )  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }
4737, 46jctil 525 . . 3  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  (
( cf `  A
)  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  /\  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  ( cf `  A ) ) )
48 eqss 3136 . . 3  |-  ( ( cf `  A )  =  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  <->  ( ( cf `  A )  C_  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  /\  |^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) }  C_  ( cf `  A ) ) )
4947, 48sylibr 205 . 2  |-  ( ( A  e.  _V  /\  Lim  A )  ->  ( cf `  A )  = 
|^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) } )
501, 49sylan 459 1  |-  ( ( A  e.  B  /\  Lim  A )  ->  ( cf `  A )  = 
|^| { x  |  E. y ( x  =  ( card `  y
)  /\  ( y  C_  A  /\  A  = 
U. y ) ) } )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 6    /\ wa 360   E.wex 1537    = wceq 1619    e. wcel 1621   {cab 2242   A.wral 2516   E.wrex 2517   _Vcvv 2740    C_ wss 3094   U.cuni 3768   |^|cint 3803   Oncon0 4329   Lim wlim 4330   suc csuc 4331   ` cfv 4638   cardccrd 7501   cfccf 7503
This theorem is referenced by:  gruina  8373
This theorem was proved from axioms:  ax-1 7  ax-2 8  ax-3 9  ax-mp 10  ax-5 1533  ax-6 1534  ax-7 1535  ax-gen 1536  ax-8 1623  ax-11 1624  ax-13 1625  ax-14 1626  ax-17 1628  ax-12o 1664  ax-10 1678  ax-9 1684  ax-4 1692  ax-16 1927  ax-ext 2237  ax-sep 4081  ax-nul 4089  ax-pr 4152  ax-un 4449
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 940  df-3an 941  df-tru 1315  df-ex 1538  df-nf 1540  df-sb 1884  df-eu 2121  df-mo 2122  df-clab 2243  df-cleq 2249  df-clel 2252  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2520  df-rex 2521  df-rab 2523  df-v 2742  df-sbc 2936  df-dif 3097  df-un 3099  df-in 3101  df-ss 3108  df-pss 3110  df-nul 3398  df-if 3507  df-pw 3568  df-sn 3587  df-pr 3588  df-tp 3589  df-op 3590  df-uni 3769  df-int 3804  df-br 3964  df-opab 4018  df-mpt 4019  df-tr 4054  df-eprel 4242  df-id 4246  df-po 4251  df-so 4252  df-fr 4289  df-we 4291  df-ord 4332  df-on 4333  df-lim 4334  df-suc 4335  df-xp 4640  df-rel 4641  df-cnv 4642  df-co 4643  df-dm 4644  df-rn 4645  df-res 4646  df-ima 4647  df-fun 4648  df-fn 4649  df-f 4650  df-fv 4654  df-card 7505  df-cf 7507
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