Theorem ennnfonelemdm 13031

Description: Lemma for ennnfone 13036. The function 𝐿 is defined everywhere. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Jul-2023.)

Hypotheses

Ref	Expression
ennnfonelemh.dceq	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
ennnfonelemh.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:ω–onto→𝐴)
ennnfonelemh.ne	⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹‘𝑘) ≠ (𝐹‘𝑗))
ennnfonelemh.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴 ↑pm ω), 𝑦 ∈ ω ↦ if((𝐹‘𝑦) ∈ (𝐹 “ 𝑦), 𝑥, (𝑥 ∪ {⟨dom 𝑥, (𝐹‘𝑦)⟩})))
ennnfonelemh.n	⊢ 𝑁 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 0)
ennnfonelemh.j	⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑥 = 0, ∅, (◡𝑁‘(𝑥 − 1))))
ennnfonelemh.h	⊢ 𝐻 = seq0(𝐺, 𝐽)
ennnfone.l	⊢ 𝐿 = ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻‘𝑖)

Assertion

Ref	Expression
ennnfonelemdm	⊢ (𝜑 → dom 𝐿 = ω)

Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑥,𝑦   𝑗,𝐹,𝑘,𝑛   𝑥,𝐹,𝑦,𝑘   𝑗,𝐺   𝑖,𝐻,𝑗,𝑘,𝑛   𝑥,𝐻,𝑦,𝑖   𝑗,𝐽   𝑖,𝐿,𝑗,𝑥,𝑦   𝑗,𝑁,𝑘,𝑛   𝑥,𝑁,𝑦   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑛   𝜑,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑖,𝑘,𝑛)   𝐹(𝑖)   𝐺(𝑥,𝑦,𝑖,𝑘,𝑛)   𝐽(𝑥,𝑦,𝑖,𝑘,𝑛)   𝐿(𝑘,𝑛)   𝑁(𝑖)

Proof of Theorem ennnfonelemdm

Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ennnfone.l	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐿 = ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻‘𝑖)
2	1	dmeqi 4930	. . . . . . . . . 10 ⊢ dom 𝐿 = dom ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻‘𝑖)
3		dmiun 4938	. . . . . . . . . 10 ⊢ dom ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻‘𝑖) = ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖)
4	2, 3	eqtri 2250	. . . . . . . . 9 ⊢ dom 𝐿 = ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖)
5	4	eleq2i 2296	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑚 ∈ dom 𝐿 ↔ 𝑚 ∈ ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖))
6	5	biimpi 120	. . . . . . 7 ⊢ (𝑚 ∈ dom 𝐿 → 𝑚 ∈ ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖))
7	6	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) → 𝑚 ∈ ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖))
8		eliun 3972	. . . . . 6 ⊢ (𝑚 ∈ ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖) ↔ ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))
9	7, 8	sylib 122	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) → ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))
10		simprr 531	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))
11		ennnfonelemh.dceq	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
12	11	ad2antrr 488	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
13		ennnfonelemh.f	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐹:ω–onto→𝐴)
14	13	ad2antrr 488	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → 𝐹:ω–onto→𝐴)
15		ennnfonelemh.ne	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹‘𝑘) ≠ (𝐹‘𝑗))
16	15	ad2antrr 488	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹‘𝑘) ≠ (𝐹‘𝑗))
17		ennnfonelemh.g	. . . . . . 7 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴 ↑pm ω), 𝑦 ∈ ω ↦ if((𝐹‘𝑦) ∈ (𝐹 “ 𝑦), 𝑥, (𝑥 ∪ {⟨dom 𝑥, (𝐹‘𝑦)⟩})))
18		ennnfonelemh.n	. . . . . . 7 ⊢ 𝑁 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 0)
19		ennnfonelemh.j	. . . . . . 7 ⊢ 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑥 = 0, ∅, (◡𝑁‘(𝑥 − 1))))
20		ennnfonelemh.h	. . . . . . 7 ⊢ 𝐻 = seq0(𝐺, 𝐽)
21		simprl 529	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → 𝑖 ∈ ℕ0)
22	12, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21	ennnfonelemom 13019	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → dom (𝐻‘𝑖) ∈ ω)
23		elnn 4702	. . . . . 6 ⊢ ((𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖) ∧ dom (𝐻‘𝑖) ∈ ω) → 𝑚 ∈ ω)
24	10, 22, 23	syl2anc 411	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) ∧ (𝑖 ∈ ℕ0 ∧ 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))) → 𝑚 ∈ ω)
25	9, 24	rexlimddv 2653	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ dom 𝐿) → 𝑚 ∈ ω)
26	25	ex 115	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑚 ∈ dom 𝐿 → 𝑚 ∈ ω))
27	26	ssrdv 3231	. 2 ⊢ (𝜑 → dom 𝐿 ⊆ ω)
28	11	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
29	13	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → 𝐹:ω–onto→𝐴)
30	15	adantr 276	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹‘𝑘) ≠ (𝐹‘𝑗))
31		simpr 110	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → 𝑚 ∈ ω)
32	28, 29, 30, 17, 18, 19, 20, 31	ennnfonelemhom 13026	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑚 ∈ dom (𝐻‘𝑖))
33	32, 8	sylibr 134	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → 𝑚 ∈ ∪ 𝑖 ∈ ℕ0 dom (𝐻‘𝑖))
34	33, 4	eleqtrrdi 2323	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ω) → 𝑚 ∈ dom 𝐿)
35	27, 34	eqelssd 3244	1 ⊢ (𝜑 → dom 𝐿 = ω)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104  DECID wdc 839   = wceq 1395   ∈ wcel 2200   ≠ wne 2400  ∀wral 2508  ∃wrex 2509   ∪ cun 3196  ∅c0 3492  ifcif 3603  {csn 3667  ⟨cop 3670  ∪ ciun 3968   ↦ cmpt 4148  suc csuc 4460  ωcom 4686  ^◡ccnv 4722  dom cdm 4723   “ cima 4726  –onto→wfo 5322  ‘cfv 5324  (class class class)co 6013   ∈ cmpo 6015  freccfrec 6551   ↑_pm cpm 6813  0cc0 8022  1c1 8023   + caddc 8025   − cmin 8340  ℕ₀cn0 9392  ℤcz 9469  seqcseq 10699

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4202  ax-sep 4205  ax-nul 4213  ax-pow 4262  ax-pr 4297  ax-un 4528  ax-setind 4633  ax-iinf 4684  ax-cnex 8113  ax-resscn 8114  ax-1cn 8115  ax-1re 8116  ax-icn 8117  ax-addcl 8118  ax-addrcl 8119  ax-mulcl 8120  ax-addcom 8122  ax-addass 8124  ax-distr 8126  ax-i2m1 8127  ax-0lt1 8128  ax-0id 8130  ax-rnegex 8131  ax-cnre 8133  ax-pre-ltirr 8134  ax-pre-ltwlin 8135  ax-pre-lttrn 8136  ax-pre-ltadd 8138

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2517  df-v 2802  df-sbc 3030  df-csb 3126  df-dif 3200  df-un 3202  df-in 3204  df-ss 3211  df-nul 3493  df-if 3604  df-pw 3652  df-sn 3673  df-pr 3674  df-op 3676  df-uni 3892  df-int 3927  df-iun 3970  df-br 4087  df-opab 4149  df-mpt 4150  df-tr 4186  df-id 4388  df-iord 4461  df-on 4463  df-ilim 4464  df-suc 4466  df-iom 4687  df-xp 4729  df-rel 4730  df-cnv 4731  df-co 4732  df-dm 4733  df-rn 4734  df-res 4735  df-ima 4736  df-iota 5284  df-fun 5326  df-fn 5327  df-f 5328  df-f1 5329  df-fo 5330  df-f1o 5331  df-fv 5332  df-riota 5966  df-ov 6016  df-oprab 6017  df-mpo 6018  df-1st 6298  df-2nd 6299  df-recs 6466  df-frec 6552  df-pm 6815  df-pnf 8206  df-mnf 8207  df-xr 8208  df-ltxr 8209  df-le 8210  df-sub 8342  df-neg 8343  df-inn 9134  df-n0 9393  df-z 9470  df-uz 9746  df-seqfrec 10700

This theorem is referenced by:  ennnfonelemen  13032