Theorem peano2 4722

Description: The successor of any natural number is a natural number. One of Peano's five postulates for arithmetic. Proposition 7.30(2) of [TakeutiZaring] p. 42. (Contributed by NM, 3-Sep-2003.)

Assertion

Ref	Expression
peano2	|- ( A e. om -> suc A e. om )

Proof of Theorem peano2

Dummy variables x y z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elex 2827	. 2 |- ( A e. om -> A e. _V )
2		simpl 109	. . . . . 6 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> A e. _V )
3		eleq1 2297	. . . . . . . 8 |- ( x = A -> ( x e. z <-> A e. z ) )
4		suceq 4528	. . . . . . . . 9 |- ( x = A -> suc x = suc A )
5	4	eleq1d 2303	. . . . . . . 8 |- ( x = A -> ( suc x e. z <-> suc A e. z ) )
6	3, 5	imbi12d 234	. . . . . . 7 |- ( x = A -> ( ( x e. z -> suc x e. z ) <-> ( A e. z -> suc A e. z ) ) )
7	6	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) /\ x = A ) -> ( ( x e. z -> suc x e. z ) <-> ( A e. z -> suc A e. z ) ) )
8		df-clab 2221	. . . . . . . . 9 |- ( z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } <-> [ z / y ] ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) )
9		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) -> A. x e. y suc x e. y )
10		df-ral 2527	. . . . . . . . . . . 12 |- ( A. x e. y suc x e. y <-> A. x ( x e. y -> suc x e. y ) )
11	9, 10	sylib 122	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) -> A. x ( x e. y -> suc x e. y ) )
12	11	sbimi 1813	. . . . . . . . . 10 |- ( [ z / y ] ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) -> [ z / y ] A. x ( x e. y -> suc x e. y ) )
13		sbim 2009	. . . . . . . . . . . 12 |- ( [ z / y ] ( x e. y -> suc x e. y ) <-> ( [ z / y ] x e. y -> [ z / y ] suc x e. y ) )
14		clelsb2 2340	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( [ z / y ] x e. y <-> x e. z )
15		clelsb2 2340	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( [ z / y ] suc x e. y <-> suc x e. z )
16	14, 15	imbi12i 239	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( [ z / y ] x e. y -> [ z / y ] suc x e. y ) <-> ( x e. z -> suc x e. z ) )
17	13, 16	bitri 184	. . . . . . . . . . 11 |- ( [ z / y ] ( x e. y -> suc x e. y ) <-> ( x e. z -> suc x e. z ) )
18	17	sbalv 2061	. . . . . . . . . 10 |- ( [ z / y ] A. x ( x e. y -> suc x e. y ) <-> A. x ( x e. z -> suc x e. z ) )
19	12, 18	sylib 122	. . . . . . . . 9 |- ( [ z / y ] ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) -> A. x ( x e. z -> suc x e. z ) )
20	8, 19	sylbi 121	. . . . . . . 8 |- ( z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } -> A. x ( x e. z -> suc x e. z ) )
21	20	19.21bi 1607	. . . . . . 7 |- ( z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } -> ( x e. z -> suc x e. z ) )
22	21	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> ( x e. z -> suc x e. z ) )
23		nfv 1577	. . . . . . 7 |- F/ x A e. _V
24		nfv 1577	. . . . . . . . 9 |- F/ x (/) e. y
25		nfra1 2575	. . . . . . . . 9 |- F/ x A. x e. y suc x e. y
26	24, 25	nfan 1614	. . . . . . . 8 |- F/ x ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y )
27	26	nfsab 2226	. . . . . . 7 |- F/ x z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) }
28	23, 27	nfan 1614	. . . . . 6 |- F/ x ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } )
29		nfcvd 2387	. . . . . 6 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> F/_ x A )
30		nfvd 1578	. . . . . 6 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> F/ x ( A e. z -> suc A e. z ) )
31	2, 7, 22, 28, 29, 30	vtocldf 2868	. . . . 5 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> ( A e. z -> suc A e. z ) )
32	31	ralrimiva 2617	. . . 4 |- ( A e. _V -> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ( A e. z -> suc A e. z ) )
33		ralim 2603	. . . . 5 |- ( A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ( A e. z -> suc A e. z ) -> ( A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } A e. z -> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } suc A e. z ) )
34		elintg 3962	. . . . . 6 |- ( A e. _V -> ( A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } <-> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } A e. z ) )
35		sucexg 4625	. . . . . . 7 |- ( A e. _V -> suc A e. _V )
36		elintg 3962	. . . . . . 7 |- ( suc A e. _V -> ( suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } <-> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } suc A e. z ) )
37	35, 36	syl 14	. . . . . 6 |- ( A e. _V -> ( suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } <-> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } suc A e. z ) )
38	34, 37	imbi12d 234	. . . . 5 |- ( A e. _V -> ( ( A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } -> suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) <-> ( A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } A e. z -> A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } suc A e. z ) ) )
39	33, 38	imbitrrid 156	. . . 4 |- ( A e. _V -> ( A. z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ( A e. z -> suc A e. z ) -> ( A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } -> suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) ) )
40	32, 39	mpd 13	. . 3 |- ( A e. _V -> ( A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } -> suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) )
41		dfom3 4719	. . . 4 |- om = |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) }
42	41	eleq2i 2301	. . 3 |- ( A e. om <-> A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } )
43	41	eleq2i 2301	. . 3 |- ( suc A e. om <-> suc A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } )
44	40, 42, 43	3imtr4g 205	. 2 |- ( A e. _V -> ( A e. om -> suc A e. om ) )
45	1, 44	mpcom 36	1 |- ( A e. om -> suc A e. om )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   A.wal 1396   = wceq 1398   [wsb 1811   e. wcel 2205   {cab 2220   A.wral 2522   _Vcvv 2815   (/)c0 3512   |^|cint 3954   suc csuc 4491   omcom 4717

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-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2207  ax-14 2208  ax-ext 2216  ax-sep 4233  ax-pow 4292  ax-pr 4327  ax-un 4559

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-nf 1510  df-sb 1812  df-clab 2221  df-cleq 2227  df-clel 2230  df-nfc 2375  df-ral 2527  df-rex 2528  df-v 2817  df-un 3218  df-in 3220  df-ss 3227  df-pw 3676  df-sn 3700  df-pr 3701  df-uni 3920  df-int 3955  df-suc 4497  df-iom 4718

This theorem is referenced by:  peano5  4725  limom  4741  peano2b  4742  nnregexmid  4748  omsinds  4749  freccllem  6646  frecfcllem  6648  frecsuclem  6650  frecrdg  6652  nnacl  6726  nnacom  6730  nnmsucr  6734  nnsucsssuc  6738  nnaword  6757  1onn  6766  2onn  6767  3onn  6768  4onn  6769  nnaordex  6774  php5  7125  phplem4dom  7129  php5dom  7130  phplem4on  7135  dif1en  7149  findcard  7158  findcard2  7159  findcard2s  7160  infnfi  7165  unsnfi  7192  omp1eomlem  7398  ctmlemr  7412  nninfninc  7427  infnninf  7428  infnninfOLD  7429  nnnninf  7430  nnnninfeq  7432  nninfwlpoimlemg  7479  nninfwlpoimlemginf  7480  frec2uzrand  10791  frecuzrdgsuc  10800  frecuzrdgsuctlem  10809  frecfzennn  10812  hashunlem  11193  ennnfonelemk  13235  ennnfonelemg  13238  ennnfonelemkh  13247  ennnfonelemhf1o  13248  ennnfonelemex  13249  ennnfonelemrn  13254  ennnfonelemnn0  13257  ctinfomlemom  13262  0nninf  16908  nnsf  16909  peano4nninf  16910  nninfsellemdc  16914  nninfsellemsuc  16916  nninfself  16917  nninfsellemeqinf  16920  nnnninfex  16926