Theorem peano2 4737

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 2833	. 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 2301	. . . . . . . 8 |- ( x = A -> ( x e. z <-> A e. z ) )
4		suceq 4542	. . . . . . . . 9 |- ( x = A -> suc x = suc A )
5	4	eleq1d 2307	. . . . . . . 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 2225	. . . . . . . . 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 2533	. . . . . . . . . . . 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 1817	. . . . . . . . . 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 2013	. . . . . . . . . . . 12 |- ( [ z / y ] ( x e. y -> suc x e. y ) <-> ( [ z / y ] x e. y -> [ z / y ] suc x e. y ) )
14		clelsb2 2344	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( [ z / y ] x e. y <-> x e. z )
15		clelsb2 2344	. . . . . . . . . . . . 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 2065	. . . . . . . . . 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 1611	. . . . . . 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 1581	. . . . . . 7 |- F/ x A e. _V
24		nfv 1581	. . . . . . . . 9 |- F/ x (/) e. y
25		nfra1 2581	. . . . . . . . 9 |- F/ x A. x e. y suc x e. y
26	24, 25	nfan 1618	. . . . . . . 8 |- F/ x ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y )
27	26	nfsab 2230	. . . . . . 7 |- F/ x z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) }
28	23, 27	nfan 1618	. . . . . 6 |- F/ x ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } )
29		nfcvd 2393	. . . . . 6 |- ( ( A e. _V /\ z e. { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } ) -> F/_ x A )
30		nfvd 1582	. . . . . 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 2874	. . . . 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 2623	. . . 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 2609	. . . . 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 3973	. . . . . 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 4640	. . . . . . 7 |- ( A e. _V -> suc A e. _V )
36		elintg 3973	. . . . . . 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 4734	. . . 4 |- om = |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) }
42	41	eleq2i 2305	. . 3 |- ( A e. om <-> A e. |^| { y | ( (/) e. y /\ A. x e. y suc x e. y ) } )
43	41	eleq2i 2305	. . 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 1400   = wceq 1402   [wsb 1815   e. wcel 2209   {cab 2224   A.wral 2528   _Vcvv 2821   (/)c0 3520   |^|cint 3965   suc csuc 4505   omcom 4732

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 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4244  ax-pow 4306  ax-pr 4341  ax-un 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-nf 1514  df-sb 1816  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ral 2533  df-rex 2534  df-v 2823  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3687  df-sn 3711  df-pr 3712  df-uni 3931  df-int 3966  df-suc 4511  df-iom 4733

This theorem is referenced by:  peano5  4740  limom  4756  peano2b  4757  nnregexmid  4763  omsinds  4764  freccllem  6663  frecfcllem  6665  frecsuclem  6667  frecrdg  6669  nnacl  6743  nnacom  6747  nnmsucr  6751  nnsucsssuc  6755  nnaword  6774  1onn  6783  2onn  6784  3onn  6785  4onn  6786  nnaordex  6791  php5  7149  phplem4dom  7153  php5dom  7154  phplem4on  7159  dif1en  7173  findcard  7182  findcard2  7183  findcard2s  7184  infnfi  7189  unsnfi  7216  omp1eomlem  7424  ctmlemr  7438  nninfninc  7453  infnninf  7454  infnninfOLD  7455  nnnninf  7456  nnnninfeq  7458  nninfwlpoimlemg  7505  nninfwlpoimlemginf  7506  frec2uzrand  10820  frecuzrdgsuc  10829  frecuzrdgsuctlem  10838  frecfzennn  10841  hashunlem  11222  ennnfonelemk  13269  ennnfonelemg  13272  ennnfonelemkh  13281  ennnfonelemhf1o  13282  ennnfonelemex  13283  ennnfonelemrn  13288  ennnfonelemnn0  13291  ctinfomlemom  13296  0nninf  16952  nnsf  16953  peano4nninf  16954  nninfsellemdc  16958  nninfsellemsuc  16960  nninfself  16961  nninfsellemeqinf  16964  nnnninfex  16970