Theorem nninfalllem1 16147

Description: Lemma for nninfall 16148. (Contributed by Jim Kingdon, 1-Aug-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
nninfall.q	|- ( ph -> Q e. ( 2o ^m ℕ∞ ) )
nninfall.inf	|- ( ph -> ( Q ` ( x e. om |-> 1o ) ) = 1o )
nninfall.n	|- ( ph -> A. n e. om ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
nninfalllem1.p	|- ( ph -> P e. ℕ∞ )
nninfalllem1.n0	|- ( ph -> ( Q ` P ) = (/) )

Assertion

Ref	Expression
nninfalllem1	|- ( ph -> A. n e. om ( P ` n ) = 1o )

Distinct variable groups:   P, i   Q, n   i, n, ph

Allowed substitution hints:   ph( x)   P( x, n)   Q( x, i)

Proof of Theorem nninfalllem1

Dummy variables f j u v are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq2 5599	. . . . . 6 |- ( u = v -> ( P ` u ) = ( P ` v ) )
2	1	eqeq1d 2216	. . . . 5 |- ( u = v -> ( ( P ` u ) = 1o <-> ( P ` v ) = 1o ) )
3	2	imbi2d 230	. . . 4 |- ( u = v -> ( ( ph -> ( P ` u ) = 1o ) <-> ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) )
4		fveq2 5599	. . . . . 6 |- ( u = n -> ( P ` u ) = ( P ` n ) )
5	4	eqeq1d 2216	. . . . 5 |- ( u = n -> ( ( P ` u ) = 1o <-> ( P ` n ) = 1o ) )
6	5	imbi2d 230	. . . 4 |- ( u = n -> ( ( ph -> ( P ` u ) = 1o ) <-> ( ph -> ( P ` n ) = 1o ) ) )
7		1n0 6541	. . . . . . . 8 |- 1o =/= (/)
8	7	nesymi 2424	. . . . . . 7 |- -. (/) = 1o
9		nninfalllem1.p	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> P e. ℕ∞ )
10	9	ad2antlr 489	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> P e. ℕ∞ )
11		simplll 533	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> u e. om )
12		simplr 528	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ph )
13		simpllr 534	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) )
14		r19.21v 2585	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) <-> ( ph -> A. v e. u ( P ` v ) = 1o ) )
15	13, 14	sylib 122	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ( ph -> A. v e. u ( P ` v ) = 1o ) )
16	12, 15	mpd 13	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> A. v e. u ( P ` v ) = 1o )
17		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ( P ` u ) = (/) )
18	10, 11, 16, 17	nnnninfeq 7256	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> P = ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) )
19	18	fveq2d 5603	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ( Q ` P ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) ) )
20		nninfalllem1.n0	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( Q ` P ) = (/) )
21	20	ad2antlr 489	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ( Q ` P ) = (/) )
22		elequ2 2183	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( n = u -> ( i e. n <-> i e. u ) )
23	22	ifbid 3601	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( n = u -> if ( i e. n , 1o , (/) ) = if ( i e. u , 1o , (/) ) )
24	23	mpteq2dv 4151	. . . . . . . . . . . 12 |- ( n = u -> ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) = ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) )
25	24	fveq2d 5603	. . . . . . . . . . 11 |- ( n = u -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) ) )
26	25	eqeq1d 2216	. . . . . . . . . 10 |- ( n = u -> ( ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o <-> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) ) = 1o ) )
27		nninfall.n	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> A. n e. om ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
28	27	ad2antlr 489	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> A. n e. om ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. n , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
29	26, 28, 11	rspcdva 2889	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> ( Q ` ( i e. om |-> if ( i e. u , 1o , (/) ) ) ) = 1o )
30	19, 21, 29	3eqtr3d 2248	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) /\ ( P ` u ) = (/) ) -> (/) = 1o )
31	30	ex 115	. . . . . . 7 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> ( ( P ` u ) = (/) -> (/) = 1o ) )
32	8, 31	mtoi 666	. . . . . 6 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> -. ( P ` u ) = (/) )
33		fveq1 5598	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( f = P -> ( f ` suc j ) = ( P ` suc j ) )
34		fveq1 5598	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( f = P -> ( f ` j ) = ( P ` j ) )
35	33, 34	sseq12d 3232	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( f = P -> ( ( f ` suc j ) C_ ( f ` j ) <-> ( P ` suc j ) C_ ( P ` j ) ) )
36	35	ralbidv 2508	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( f = P -> ( A. j e. om ( f ` suc j ) C_ ( f ` j ) <-> A. j e. om ( P ` suc j ) C_ ( P ` j ) ) )
37		df-nninf 7248	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ℕ∞ = { f e. ( 2o ^m om ) | A. j e. om ( f ` suc j ) C_ ( f ` j ) }
38	36, 37	elrab2 2939	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( P e. ℕ∞ <-> ( P e. ( 2o ^m om ) /\ A. j e. om ( P ` suc j ) C_ ( P ` j ) ) )
39	9, 38	sylib 122	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( P e. ( 2o ^m om ) /\ A. j e. om ( P ` suc j ) C_ ( P ` j ) ) )
40	39	simpld 112	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> P e. ( 2o ^m om ) )
41		elmapi 6780	. . . . . . . . . . 11 |- ( P e. ( 2o ^m om ) -> P : om --> 2o )
42	40, 41	syl 14	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> P : om --> 2o )
43	42	adantl 277	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> P : om --> 2o )
44		simpll 527	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> u e. om )
45	43, 44	ffvelcdmd 5739	. . . . . . . 8 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> ( P ` u ) e. 2o )
46		elpri 3666	. . . . . . . . 9 |- ( ( P ` u ) e. { (/) , 1o } -> ( ( P ` u ) = (/) \/ ( P ` u ) = 1o ) )
47		df2o3 6539	. . . . . . . . 9 |- 2o = { (/) , 1o }
48	46, 47	eleq2s 2302	. . . . . . . 8 |- ( ( P ` u ) e. 2o -> ( ( P ` u ) = (/) \/ ( P ` u ) = 1o ) )
49	45, 48	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> ( ( P ` u ) = (/) \/ ( P ` u ) = 1o ) )
50	49	orcomd 731	. . . . . 6 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> ( ( P ` u ) = 1o \/ ( P ` u ) = (/) ) )
51	32, 50	ecased 1362	. . . . 5 |- ( ( ( u e. om /\ A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) ) /\ ph ) -> ( P ` u ) = 1o )
52	51	exp31 364	. . . 4 |- ( u e. om -> ( A. v e. u ( ph -> ( P ` v ) = 1o ) -> ( ph -> ( P ` u ) = 1o ) ) )
53	3, 6, 52	omsinds 4688	. . 3 |- ( n e. om -> ( ph -> ( P ` n ) = 1o ) )
54	53	impcom 125	. 2 |- ( ( ph /\ n e. om ) -> ( P ` n ) = 1o )
55	54	ralrimiva 2581	1 |- ( ph -> A. n e. om ( P ` n ) = 1o )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   \/ wo 710   = wceq 1373   e. wcel 2178   A.wral 2486   C_ wss 3174   (/)c0 3468   ifcif 3579   {cpr 3644   |-> cmpt 4121   suc csuc 4430   omcom 4656   -->wf 5286   ` cfv 5290  (class class class)co 5967   1oc1o 6518   2oc2o 6519   ^m cmap 6758  ℕ_∞xnninf 7247

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1471  ax-7 1472  ax-gen 1473  ax-ie1 1517  ax-ie2 1518  ax-8 1528  ax-10 1529  ax-11 1530  ax-i12 1531  ax-bndl 1533  ax-4 1534  ax-17 1550  ax-i9 1554  ax-ial 1558  ax-i5r 1559  ax-13 2180  ax-14 2181  ax-ext 2189  ax-sep 4178  ax-nul 4186  ax-pow 4234  ax-pr 4269  ax-un 4498  ax-setind 4603  ax-iinf 4654

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1485  df-sb 1787  df-eu 2058  df-mo 2059  df-clab 2194  df-cleq 2200  df-clel 2203  df-nfc 2339  df-ne 2379  df-ral 2491  df-rex 2492  df-rab 2495  df-v 2778  df-sbc 3006  df-csb 3102  df-dif 3176  df-un 3178  df-in 3180  df-ss 3187  df-nul 3469  df-if 3580  df-pw 3628  df-sn 3649  df-pr 3650  df-op 3652  df-uni 3865  df-int 3900  df-br 4060  df-opab 4122  df-mpt 4123  df-tr 4159  df-id 4358  df-iord 4431  df-on 4433  df-suc 4436  df-iom 4657  df-xp 4699  df-rel 4700  df-cnv 4701  df-co 4702  df-dm 4703  df-rn 4704  df-iota 5251  df-fun 5292  df-fn 5293  df-f 5294  df-fv 5298  df-ov 5970  df-oprab 5971  df-mpo 5972  df-1o 6525  df-2o 6526  df-map 6760  df-nninf 7248

This theorem is referenced by:  nninfall  16148