HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem cfsuc 5065
Description: Value of the cofinality function at a successor ordinal. Exercise 3 of [TakeutiZaring] p. 102.
Assertion
Ref Expression
cfsuc |- (A e. On -> (cf` suc A) = 1o)

Proof of Theorem cfsuc
StepHypRef Expression
1 sucelon 3174 . . 3 |- (A e. On <-> suc A e. On)
2 cfval 5056 . . 3 |- (suc A e. On -> (cf` suc A) = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
31, 2sylbi 197 . 2 |- (A e. On -> (cf` suc A) = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
4 snex 2826 . . . . . . 7 |- {A} e. V
5 fveq2 3835 . . . . . . . . 9 |- (y = {A} -> (card` y) = (card` {A}))
65eqeq2d 1529 . . . . . . . 8 |- (y = {A} -> (1o = (card` y) <-> 1o = (card` {A})))
7 sseq1 2134 . . . . . . . . 9 |- (y = {A} -> (y (_ suc A <-> {A} (_ suc A))
8 rexeq1 1833 . . . . . . . . . 10 |- (y = {A} -> (E.w e. y z (_ w <-> E.w e. {A}z (_ w))
98ralbidv 1709 . . . . . . . . 9 |- (y = {A} -> (A.z e. suc AE.w e. y z (_ w <-> A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w))
107, 9anbi12d 631 . . . . . . . 8 |- (y = {A} -> ((y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w) <-> ({A} (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w)))
116, 10anbi12d 631 . . . . . . 7 |- (y = {A} -> ((1o = (card`
y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> (1o = (card` {A}) /\ ({A} (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w))))
124, 11cla4ev 1915 . . . . . 6 |- ((1o = (card` {A}) /\ ({A} (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w)) -> E.y(1o = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)))
13 cardsn 4982 . . . . . . 7 |- (A e. On -> (card` {A}) = 1o)
1413eqcomd 1523 . . . . . 6 |- (A e. On -> 1o = (card` {A}))
15 onelss 3017 . . . . . . . . . . . 12 |- (A e. On -> (z e. A -> z (_ A))
16 eqimss 2161 . . . . . . . . . . . . 13 |- (z = A -> z (_ A)
1716a1i 8 . . . . . . . . . . . 12 |- (A e. On -> (z = A -> z (_ A))
1815, 17jaod 424 . . . . . . . . . . 11 |- (A e. On -> ((z e. A \/ z = A) -> z (_ A))
19 elsuci 3039 . . . . . . . . . . 11 |- (z e. suc A -> (z e. A \/ z = A))
2018, 19syl5 21 . . . . . . . . . 10 |- (A e. On -> (z e. suc A -> z (_ A))
21 snidg 2494 . . . . . . . . . 10 |- (A e. On -> A e. {A})
2220, 21jctild 604 . . . . . . . . 9 |- (A e. On -> (z e. suc A -> (A e. {A} /\ z (_ A)))
23 sseq2 2135 . . . . . . . . . 10 |- (w = A -> (z (_ w <-> z (_ A))
2423rcla4ev 1923 . . . . . . . . 9 |- ((A e. {A} /\ z (_ A) -> E.w e. {A}z (_ w)
2522, 24syl6 22 . . . . . . . 8 |- (A e. On -> (z e. suc A -> E.w e. {A}z (_ w))
2625r19.21aiv 1759 . . . . . . 7 |- (A e. On -> A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w)
27 ssun2 2246 . . . . . . . 8 |- {A} (_ (A u. {A})
28 df-suc 2981 . . . . . . . 8 |- suc A = (A u. {A})
2927, 28sseqtr4i 2146 . . . . . . 7 |- {A} (_ suc A
3026, 29jctil 290 . . . . . 6 |- (A e. On -> ({A} (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z (_ w))
3112, 14, 30sylanc 473 . . . . 5 |- (A e. On -> E.y(1o = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)))
32 1on 4274 . . . . . . 7 |- 1o e. On
3332elisseti 1864 . . . . . 6 |- 1o e. V
34 eqeq1 1524 . . . . . . . 8 |- (x = 1o -> (x = (card` y) <-> 1o = (card`
y)))
3534anbi1d 620 . . . . . . 7 |- (x = 1o -> ((x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> (1o = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))))
3635exbidv 1317 . . . . . 6 |- (x = 1o -> (E.y(x = (card`
y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> E.y(1o = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))))
3733, 36elab 1943 . . . . 5 |- (1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} <-> E.y(1o = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)))
3831, 37sylibr 198 . . . 4 |- (A e. On -> 1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
39 el1o 4282 . . . . . 6 |- (v e. 1o <-> v = (/))
40 eqcom 1520 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((/) = (card` y) <-> (card`
y) = (/))
41 visset 1859 . . . . . . . . . . . . . 14 |- y e. V
42 cardeq0 4980 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (y e. V -> ((card` y) = (/) <-> y = (/)))
4341, 42ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((card` y) = (/) <-> y = (/))
4440, 43bitri 171 . . . . . . . . . . . 12 |- ((/) = (card` y) <-> y = (/))
45 rex0 2344 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- -. E.w e. (/) z (_ w
4645a1i 8 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (z e. suc A -> -. E.w e. (/) z (_ w)
4746nrex 1775 . . . . . . . . . . . . . 14 |- -. E.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w
48 nsuceq0 3053 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- suc A =/= (/)
49 r19.2z 2401 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((suc A =/= (/) /\ A.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w) -> E.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w)
5048, 49mpan 699 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (A.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w -> E.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w)
5147, 50mto 105 . . . . . . . . . . . . 13 |- -. A.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w
52 rexeq1 1833 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (y = (/) -> (E.w e. y z (_ w <-> E.w e. (/) z (_ w))
5352ralbidv 1709 . . . . . . . . . . . . 13 |- (y = (/) -> (A.z e. suc AE.w e. y z (_ w <-> A.z e. suc AE.w e. (/) z (_ w))
5451, 53mtbiri 722 . . . . . . . . . . . 12 |- (y = (/) -> -. A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)
5544, 54sylbi 197 . . . . . . . . . . 11 |- ((/) = (card` y) -> -. A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)
5655intnand 697 . . . . . . . . . 10 |- ((/) = (card` y) -> -. (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))
57 imnan 240 . . . . . . . . . 10 |- (((/) = (card` y) -> -. (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> -. ((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)))
5856, 57mpbi 187 . . . . . . . . 9 |- -. ((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))
5958nex 1137 . . . . . . . 8 |- -. E.y((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))
60 0ex 2785 . . . . . . . . 9 |- (/) e. V
61 eqeq1 1524 . . . . . . . . . . 11 |- (x = (/) -> (x = (card` y) <-> (/) = (card` y)))
6261anbi1d 620 . . . . . . . . . 10 |- (x = (/) -> ((x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> ((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))))
6362exbidv 1317 . . . . . . . . 9 |- (x = (/) -> (E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) <-> E.y((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))))
6460, 63elab 1943 . . . . . . . 8 |- ((/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} <-> E.y((/) = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)))
6559, 64mtbir 190 . . . . . . 7 |- -. (/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}
66 eleq1 1577 . . . . . . 7 |- (v = (/) -> (v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} <-> (/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}))
6765, 66mtbiri 722 . . . . . 6 |- (v = (/) -> -. v e. {x | E.y(x = (card`
y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
6839, 67sylbi 197 . . . . 5 |- (v e. 1o -> -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
6968rgen 1744 . . . 4 |- A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}
7038, 69jctir 291 . . 3 |- (A e. On -> (1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} /\ A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}))
71 cardon 4974 . . . . . . . 8 |- (card` y) e. On
72 eleq1 1577 . . . . . . . 8 |- (x = (card`
y) -> (x e. On <-> (card` y) e. On))
7371, 72mpbiri 192 . . . . . . 7 |- (x = (card`
y) -> x e. On)
7473adantr 389 . . . . . 6 |- ((x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) -> x e. On)
757419.23aiv 1333 . . . . 5 |- (E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w)) -> x e. On)
7675abssi 2174 . . . 4 |- {x | E.y(x = (card`
y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} (_ On
77 oneqmini 3024 . . . 4 |- ({x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} (_ On -> ((1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} /\ A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}) -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}))
7876, 77ax-mp 7 . . 3 |- ((1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))} /\ A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))}) -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
7970, 78syl 10 . 2 |- (A e. On -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card`
y) /\ (y (_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z (_ w))})
803, 79eqtr4d 1553 1 |- (A e. On -> (cf` suc A) = 1o)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  -. wn 2   -> wi 3   <-> wb 144   \/ wo 220   /\ wa 221   = wceq 992   e. wcel 994  E.wex 1016  {cab 1505   =/= wne 1628  A.wral 1691  E.wrex 1692  Vcvv 1857   u. cun 2097   (_ wss 2099  (/)c0 2332  {csn 2467  |^|cint 2600  Oncon0 2975  suc csuc 2977  ` cfv 3263  1oc1o 4264  cardccrd 4959  cfccf 4961
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 998  ax-gen 999  ax-8 1000  ax-9 1001  ax-10 1002  ax-11 1003  ax-12 1004  ax-13 1005  ax-14 1006  ax-17 1007  ax-4 1009  ax-5o 1011  ax-6o 1014  ax-9o 1159  ax-10o 1177  ax-16 1247  ax-11o 1255  ax-ext 1500  ax-rep 2767  ax-sep 2777  ax-nul 2784  ax-pow 2818  ax-pr 2855  ax-un 3089  ax-ac 4890
This theorem depends on definitions:  df-bi 145  df-or 222  df-an 223  df-3or 782  df-3an 783  df-ex 1017  df-sb 1209  df-eu 1421  df-mo 1422  df-clab 1506  df-cleq 1511  df-clel 1514  df-ne 1630  df-ral 1695  df-rex 1696  df-reu 1697  df-rab 1698  df-v 1858  df-sbc 1987  df-csb 2052  df-dif 2101  df-un 2102  df-in 2103  df-ss 2105  df-pss 2107  df-nul 2333  df-if 2416  df-pw 2459  df-sn 2470  df-pr 2471  df-tp 2473  df-op 2474  df-uni 2570  df-int 2601  df-iun 2635  df-br 2693  df-opab 2741  df-tr 2755  df-eprel 2910  df-id 2913  df-po 2918  df-so 2929  df-fr 2947  df-we 2962  df-ord 2978  df-on 2979  df-lim 2980  df-suc 2981  df-om 3219  df-xp 3265  df-rel 3266  df-cnv 3267  df-co 3268  df-dm 3269  df-rn 3270  df-res 3271  df-ima 3272  df-fun 3273  df-fn 3274  df-f 3275  df-f1 3276  df-fo 3277  df-f1o 3278  df-fv 3279  df-1o 4269  df-er 4401  df-en 4509  df-dom 4510  df-sdom 4511  df-card 4962  df-cf 4964
Copyright terms: Public domain