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Theorem grur1cld 40617
Description: Grothendieck universes are closed under the cumulative hierarchy function. (Contributed by Rohan Ridenour, 8-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
grur1cld.1 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
grur1cld.2 (𝜑𝐴𝐺)
Assertion
Ref Expression
grur1cld (𝜑 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)

Proof of Theorem grur1cld
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grur1cld.2 . . . 4 (𝜑𝐴𝐺)
21adantr 483 . . 3 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐴𝐺)
3 eleq1 2900 . . . . 5 (𝑥 = ∅ → (𝑥𝐺 ↔ ∅ ∈ 𝐺))
4 fveq2 6670 . . . . . 6 (𝑥 = ∅ → (𝑅1𝑥) = (𝑅1‘∅))
54eleq1d 2897 . . . . 5 (𝑥 = ∅ → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺))
63, 5imbi12d 347 . . . 4 (𝑥 = ∅ → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (∅ ∈ 𝐺 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)))
7 eleq1 2900 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐺𝑦𝐺))
8 fveq2 6670 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1𝑦))
98eleq1d 2897 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
107, 9imbi12d 347 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)))
11 eleq1 2900 . . . . 5 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝑥𝐺 ↔ suc 𝑦𝐺))
12 fveq2 6670 . . . . . 6 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1‘suc 𝑦))
1312eleq1d 2897 . . . . 5 (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺))
1411, 13imbi12d 347 . . . 4 (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (suc 𝑦𝐺 → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)))
15 eleq1 2900 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → (𝑥𝐺𝐴𝐺))
16 fveq2 6670 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1𝐴))
1716eleq1d 2897 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺))
1815, 17imbi12d 347 . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (𝐴𝐺 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)))
19 r10 9197 . . . . . . 7 (𝑅1‘∅) = ∅
20 grur1cld.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
2120, 1gru0eld 40614 . . . . . . 7 (𝜑 → ∅ ∈ 𝐺)
2219, 21eqeltrid 2917 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)
2322adantr 483 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)
2423a1d 25 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (∅ ∈ 𝐺 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺))
25 simpl1 1187 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝜑𝐴 ∈ On))
26 simpl2 1188 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦 ∈ On)
2720adantr 483 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐺 ∈ Univ)
2825, 27syl 17 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
29 simpr 487 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → suc 𝑦𝐺)
30 sssucid 6268 . . . . . . . . 9 𝑦 ⊆ suc 𝑦
3130a1i 11 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦 ⊆ suc 𝑦)
32 gruss 10218 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ suc 𝑦𝐺𝑦 ⊆ suc 𝑦) → 𝑦𝐺)
3328, 29, 31, 32syl3anc 1367 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦𝐺)
34 simpl3 1189 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
3533, 34mpd 15 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
36 r1suc 9199 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ On → (𝑅1‘suc 𝑦) = 𝒫 (𝑅1𝑦))
37363ad2ant2 1130 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) = 𝒫 (𝑅1𝑦))
38273ad2ant1 1129 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
39 simp3 1134 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
40 grupw 10217 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝒫 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
4138, 39, 40syl2anc 586 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝒫 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
4237, 41eqeltrd 2913 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)
4325, 26, 35, 42syl3anc 1367 . . . . 5 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)
4443ex 415 . . . 4 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) → (suc 𝑦𝐺 → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺))
45 simpr 487 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝑥𝐺)
46 simpl2 1188 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → Lim 𝑥)
47 r1lim 9201 . . . . . . 7 ((𝑥𝐺 ∧ Lim 𝑥) → (𝑅1𝑥) = 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦))
4845, 46, 47syl2anc 586 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝑅1𝑥) = 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦))
49 simpl1 1187 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝜑𝐴 ∈ On))
5049, 27syl 17 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
51 simpl3 1189 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
52 simpl1l 1220 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝜑)
53 simpl1 1187 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝜑)
5453, 20syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝐺 ∈ Univ)
55 simpl3 1189 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑥𝐺)
56 simpl2 1188 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → Lim 𝑥)
57 limord 6250 . . . . . . . . . . . . 13 (Lim 𝑥 → Ord 𝑥)
5856, 57syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → Ord 𝑥)
59 simpr 487 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
60 ordelss 6207 . . . . . . . . . . . 12 ((Ord 𝑥𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
6158, 59, 60syl2anc 586 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
62 gruss 10218 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑥𝐺𝑦𝑥) → 𝑦𝐺)
6354, 55, 61, 62syl3anc 1367 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝐺)
6463ralrimiva 3182 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐺)
6552, 46, 45, 64syl3anc 1367 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐺)
66 ralim 3162 . . . . . . . 8 (∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (∀𝑦𝑥 𝑦𝐺 → ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
6751, 65, 66sylc 65 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
68 gruiun 10221 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑥𝐺 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
6950, 45, 67, 68syl3anc 1367 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
7048, 69eqeltrd 2913 . . . . 5 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺)
7170ex 415 . . . 4 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) → (𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺))
72 simpr 487 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐴 ∈ On)
736, 10, 14, 18, 24, 44, 71, 72tfindsd 40613 . . 3 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝐴𝐺 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺))
742, 73mpd 15 . 2 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
75 r1fnon 9196 . . . . . . 7 𝑅1 Fn On
76 fndm 6455 . . . . . . 7 (𝑅1 Fn On → dom 𝑅1 = On)
7775, 76ax-mp 5 . . . . . 6 dom 𝑅1 = On
7877eleq2i 2904 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 ∈ On)
79 ndmfv 6700 . . . . 5 𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1𝐴) = ∅)
8078, 79sylnbir 333 . . . 4 𝐴 ∈ On → (𝑅1𝐴) = ∅)
8180adantl 484 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) = ∅)
8221adantr 483 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → ∅ ∈ 𝐺)
8381, 82eqeltrd 2913 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
8474, 83pm2.61dan 811 1 (𝜑 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 398  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wral 3138  wss 3936  c0 4291  𝒫 cpw 4539   ciun 4919  dom cdm 5555  Ord word 6190  Oncon0 6191  Lim wlim 6192  suc csuc 6193   Fn wfn 6350  cfv 6355  𝑅1cr1 9191  Univcgru 10212
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-om 7581  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-map 8408  df-r1 9193  df-gru 10213
This theorem is referenced by:  grurankrcld  40619
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