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Theorem rankuni2b 7541
Description: The value of the rank function expressed recursively: the rank of a set is the smallest ordinal number containing the ranks of all members of the set. Proposition 9.17 of [TakeutiZaring] p. 79. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
rankuni2b  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem rankuni2b
Dummy variables  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uniwf 7507 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  <->  U. A  e. 
U. ( R1 " On ) )
2 rankval3b 7514 . . . 4  |-  ( U. A  e.  U. ( R1 " On )  -> 
( rank `  U. A )  =  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z } )
31, 2sylbi 187 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z } )
4 iuneq1 3934 . . . . . . 7  |-  ( y  =  A  ->  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) )
54eleq1d 2362 . . . . . 6  |-  ( y  =  A  ->  ( U_ x  e.  y 
( rank `  x )  e.  On  <->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On ) )
6 vex 2804 . . . . . . 7  |-  y  e. 
_V
7 rankon 7483 . . . . . . . 8  |-  ( rank `  x )  e.  On
87rgenw 2623 . . . . . . 7  |-  A. x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On
9 iunon 6371 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  _V  /\  A. x  e.  y  (
rank `  x )  e.  On )  ->  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On )
106, 8, 9mp2an 653 . . . . . 6  |-  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On
115, 10vtoclg 2856 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On )
12 eluni2 3847 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  U. A  <->  E. x  e.  A  y  e.  x )
13 nfv 1609 . . . . . . . 8  |-  F/ x  A  e.  U. ( R1 " On )
14 nfiu1 3949 . . . . . . . . 9  |-  F/_ x U_ x  e.  A  ( rank `  x )
1514nfel2 2444 . . . . . . . 8  |-  F/ x
( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
16 r1elssi 7493 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A  C_  U. ( R1
" On ) )
1716sseld 3192 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  x  e.  U. ( R1 " On ) ) )
18 rankelb 7512 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x ) ) )
1917, 18syl6 29 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x ) ) ) )
20 ssiun2 3961 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  A  ->  ( rank `  x )  C_  U_ x  e.  A  (
rank `  x )
)
2120sseld 3192 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  A  ->  (
( rank `  y )  e.  ( rank `  x
)  ->  ( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2221a1i 10 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x )  ->  ( rank `  y )  e. 
U_ x  e.  A  ( rank `  x )
) ) )
2319, 22syldd 61 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) ) )
2413, 15, 23rexlimd 2677 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( E. x  e.  A  y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2512, 24syl5bi 208 . . . . . 6  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( y  e.  U. A  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2625ralrimiv 2638 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A. y  e.  U. A
( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
27 eleq2 2357 . . . . . . 7  |-  ( z  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
)  ->  ( ( rank `  y )  e.  z  <->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2827ralbidv 2576 . . . . . 6  |-  ( z  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
)  ->  ( A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z  <->  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2928elrab 2936 . . . . 5  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e. 
{ z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z }  <-> 
( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On  /\  A. y  e.  U. A ( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
3011, 26, 29sylanbrc 645 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z } )
31 intss1 3893 . . . 4  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e. 
{ z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z }  ->  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y )  e.  z }  C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
3230, 31syl 15 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z } 
C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
333, 32eqsstrd 3225 . 2  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A ) 
C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
341biimpi 186 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U. A  e.  U. ( R1 " On ) )
35 elssuni 3871 . . . . 5  |-  ( x  e.  A  ->  x  C_ 
U. A )
36 rankssb 7536 . . . . 5  |-  ( U. A  e.  U. ( R1 " On )  -> 
( x  C_  U. A  ->  ( rank `  x
)  C_  ( rank ` 
U. A ) ) )
3734, 35, 36syl2im 34 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( rank `  x
)  C_  ( rank ` 
U. A ) ) )
3837ralrimiv 2638 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A. x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
39 iunss 3959 . . 3  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A )  <->  A. x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
4038, 39sylibr 203 . 2  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
4133, 40eqssd 3209 1  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    = wceq 1632    e. wcel 1696   A.wral 2556   E.wrex 2557   {crab 2560   _Vcvv 2801    C_ wss 3165   U.cuni 3843   |^|cint 3878   U_ciun 3921   Oncon0 4408   "cima 4708   ` cfv 5271   R1cr1 7450   rankcrnk 7451
This theorem is referenced by:  rankuni2  7543  rankcf  8415
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-rep 4147  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-r1 7452  df-rank 7453
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