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

Theorem rankxplim 4722
Description: The rank of a cross product when the rank of the union of its arguments is a limit ordinal. Part of Exercise 4 of [Kunen] p. 107. See rankxpsuc 4725 for the successor case.
Hypotheses
Ref Expression
rankxplim.1 |- A e. V
rankxplim.2 |- B e. V
Assertion
Ref Expression
rankxplim |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) = (rank`
(A u. B)))

Proof of Theorem rankxplim
StepHypRef Expression
1 visset 1816 . . . . . . . . . . . 12 |- x e. V
2 visset 1816 . . . . . . . . . . . 12 |- y e. V
3 rankxplim.1 . . . . . . . . . . . 12 |- A e. V
4 rankxplim.2 . . . . . . . . . . . 12 |- B e. V
51, 2, 3, 4rankelun 4717 . . . . . . . . . . 11 |- (((rank` x) e. (rank` A) /\ (rank` y) e. (rank` B)) -> (rank`
(x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
63rankel 4690 . . . . . . . . . . 11 |- (x e. A -> (rank` x) e. (rank` A))
74rankel 4690 . . . . . . . . . . 11 |- (y e. B -> (rank` y) e. (rank`
B))
85, 6, 7syl2an 456 . . . . . . . . . 10 |- ((x e. A /\ y e. B) -> (rank`
(x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
98adantl 390 . . . . . . . . 9 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` (x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
10 ranklim 4695 . . . . . . . . . . 11 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` P~(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))))
11 ranklim 4695 . . . . . . . . . . 11 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` P~(x u. y)) e. (rank` (A u. B)) <-> (rank` P~P~(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
1210, 11bitrd 530 . . . . . . . . . 10 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` P~P~(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
1312adantr 391 . . . . . . . . 9 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` P~P~(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
149, 13mpbid 195 . . . . . . . 8 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` P~P~(x u. y)) e. (rank`
(A u. B)))
15 pwuni 2763 . . . . . . . . . . . 12 |- <.x, y>. (_ P~U.<.x, y>.
16 uniop 2814 . . . . . . . . . . . . 13 |- U.<.x, y>. = {x, y}
17 pweq 2407 . . . . . . . . . . . . 13 |- (U.<.x, y>. = {x, y} -> P~U.<.x, y>. = P~{x, y})
1816, 17ax-mp 7 . . . . . . . . . . . 12 |- P~U.<.x, y>. = P~{x, y}
1915, 18sseqtr 2096 . . . . . . . . . . 11 |- <.x, y>. (_ P~{x, y}
20 pwuni 2763 . . . . . . . . . . . . 13 |- {x, y} (_ P~U.{x, y}
211, 2unipr 2519 . . . . . . . . . . . . . 14 |- U.{x, y} = (x u. y)
22 pweq 2407 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (U.{x, y} = (x u. y) -> P~U.{x, y} = P~(x u. y))
2321, 22ax-mp 7 . . . . . . . . . . . . 13 |- P~U.{x, y} = P~(x u. y)
2420, 23sseqtr 2096 . . . . . . . . . . . 12 |- {x, y} (_ P~(x u. y)
25 sspwb 2761 . . . . . . . . . . . 12 |- ({x, y} (_ P~(x u. y) <-> P~{x, y} (_ P~P~(x u. y))
2624, 25mpbi 189 . . . . . . . . . . 11 |- P~{x, y} (_ P~P~(x u. y)
2719, 26sstri 2076 . . . . . . . . . 10 |- <.x, y>. (_ P~P~(x u. y)
281, 2unex 2878 . . . . . . . . . . . . 13 |- (x u. y) e. V
2928pwex 2751 . . . . . . . . . . . 12 |- P~(x u. y) e. V
3029pwex 2751 . . . . . . . . . . 11 |- P~P~(x u. y) e. V
3130rankss 4698 . . . . . . . . . 10 |- (<.x, y>. (_ P~P~(x u. y) -> (rank` <.x, y>.) (_ (rank` P~P~(x u. y)))
3227, 31ax-mp 7 . . . . . . . . 9 |- (rank` <.x, y>.) (_ (rank` P~P~(x u. y))
33 rankon 4681 . . . . . . . . . 10 |- (rank` <.x, y>.) e. On
34 rankon 4681 . . . . . . . . . 10 |- (rank` (A u. B)) e. On
35 ontr2 3010 . . . . . . . . . 10 |- (((rank` <.x, y>.) e. On /\ (rank` (A u. B)) e. On) -> (((rank`
<.x, y>.) (_ (rank` P~P~(x u. y)) /\ (rank` P~P~(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank`
(A u. B))))
3633, 34, 35mp2an 699 . . . . . . . . 9 |- (((rank` <.x, y>.) (_ (rank`
P~P~(x u. y)) /\ (rank`
P~P~(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank`
(A u. B)))
3732, 36mpan 697 . . . . . . . 8 |- ((rank` P~P~(x u. y)) e. (rank` (A u. B)) -> (rank`
<.x, y>.) e. (rank` (A u. B)))
3814, 37syl 10 . . . . . . 7 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank` (A u. B)))
3933, 34onsucss 3117 . . . . . . 7 |- ((rank` <.x, y>.) e. (rank` (A u. B)) <-> suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B)))
4038, 39sylib 198 . . . . . 6 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B)))
4140ex 373 . . . . 5 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((x e. A /\ y e. B) -> suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B))))
4241r19.21aivv 1723 . . . 4 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B)))
43 fveq2 3730 . . . . . . . 8 |- (z = <.x, y>. -> (rank` z) = (rank` <.x, y>.))
44 suceq 3040 . . . . . . . 8 |- ((rank` z) = (rank`
<.x, y>.) -> suc (rank` z) = suc (rank` <.x, y>.))
4543, 44syl 10 . . . . . . 7 |- (z = <.x, y>. -> suc (rank` z) = suc (rank` <.x, y>.))
4645sseq1d 2091 . . . . . 6 |- (z = <.x, y>. -> (suc (rank` z) (_ (rank` (A u. B)) <-> suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B))))
4746ralxp 3224 . . . . 5 |- (A.z e. (A X. B)suc (rank` z) (_ (rank` (A u. B)) <-> A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank` (A u. B)))
483, 4xpex 3266 . . . . . 6 |- (A X. B) e. V
4948rankbnd 4713 . . . . 5 |- (A.z e. (A X. B)suc (rank` z) (_ (rank` (A u. B)) <-> (rank` (A X. B)) (_ (rank` (A u. B)))
5047, 49bitr3 175 . . . 4 |- (A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) (_ (rank`
(A u. B)) <-> (rank` (A X. B)) (_ (rank` (A u. B)))
5142, 50sylib 198 . . 3 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> (rank` (A X. B)) (_ (rank` (A u. B)))
5251adantr 391 . 2 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) (_ (rank`
(A u. B)))
533, 4rankxpl 4720 . . 3 |- ((A X. B) =/= (/) -> (rank` (A u. B)) (_ (rank` (A X. B)))
5453adantl 390 . 2 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A u. B)) (_ (rank`
(A X. B)))
5552, 54eqssd 2082 1 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) = (rank`
(A u. B)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   <-> wb 146   /\ wa 223   = wceq 958   e. wcel 960   =/= wne 1588  A.wral 1648  Vcvv 1814   u. cun 2048   (_ wss 2050  (/)c0 2283  P~cpw 2405  {cpr 2414  <.cop 2415  U.cuni 2507  Oncon0 2954  Lim wlim 2955  suc csuc 2956   X. cxp 3174  ` cfv 3188  rankcrnk 4652
This theorem is referenced by:  rankxplim3 4724
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 964  ax-gen 965  ax-8 966  ax-9 967  ax-10 968  ax-11 969  ax-12 970  ax-13 971  ax-14 972  ax-17 973  ax-4 975  ax-5o 977  ax-6o 980  ax-9o 1125  ax-10o 1142  ax-16 1212  ax-11o 1220  ax-ext 1462  ax-rep 2698  ax-sep 2708  ax-nul 2715  ax-pow 2748  ax-pr 2785  ax-un 2872  ax-reg 4602  ax-inf2 4634
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3or 778  df-3an 779  df-ex 983  df-sb 1174  df-eu 1384  df-mo 1385  df-clab 1467  df-cleq 1472  df-clel 1475  df-ne 1590  df-ral 1652  df-rex 1653  df-rab 1655  df-v 1815  df-sbc 1945  df-dif 2052  df-un 2053  df-in 2054  df-ss 2056  df-nul 2284  df-if 2366  df-pw 2406  df-sn 2416  df-pr 2417  df-tp 2419  df-op 2420  df-uni 2508  df-int 2538  df-iun 2572  df-br 2625  df-opab 2672  df-tr 2686  df-eprel 2838  df-id 2841  df-po 2846  df-so 2856  df-fr 2923  df-we 2940  df-ord 2957  df-on 2958  df-lim 2959  df-suc 2960  df-om 3138  df-xp 3190  df-rel 3191  df-cnv 3192  df-co 3193  df-dm 3194  df-rn 3195  df-res 3196  df-ima 3197  df-fun 3198  df-fn 3199  df-fv 3204  df-rdg 3938  df-r1 4653  df-rank 4654
Copyright terms: Public domain