ILE Home Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  ennnfonelemrn GIF version

Theorem ennnfonelemrn 11932
Description: Lemma for ennnfone 11938. 𝐿 is onto 𝐴. (Contributed by Jim Kingdon, 16-Jul-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
ennnfonelemh.dceq (𝜑 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
ennnfonelemh.f (𝜑𝐹:ω–onto𝐴)
ennnfonelemh.ne (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹𝑘) ≠ (𝐹𝑗))
ennnfonelemh.g 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴pm ω), 𝑦 ∈ ω ↦ if((𝐹𝑦) ∈ (𝐹𝑦), 𝑥, (𝑥 ∪ {⟨dom 𝑥, (𝐹𝑦)⟩})))
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 (𝐻𝑖)
Assertion
Ref Expression
ennnfonelemrn (𝜑 → ran 𝐿 = 𝐴)
Distinct variable groups:   𝐴,𝑗,𝑥,𝑦   𝑖,𝐹,𝑗,𝑥,𝑦,𝑘   𝑛,𝐹,𝑘   𝑗,𝐺   𝑖,𝐻,𝑗,𝑥,𝑦,𝑘   𝑗,𝐽   𝑖,𝑁,𝑗,𝑥,𝑦,𝑘   𝜑,𝑖,𝑗,𝑥,𝑦,𝑘   𝑗,𝑛
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑛)   𝐴(𝑖,𝑘,𝑛)   𝐺(𝑥,𝑦,𝑖,𝑘,𝑛)   𝐻(𝑛)   𝐽(𝑥,𝑦,𝑖,𝑘,𝑛)   𝐿(𝑥,𝑦,𝑖,𝑗,𝑘,𝑛)   𝑁(𝑛)

Proof of Theorem ennnfonelemrn
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ennnfonelemh.dceq . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
2 ennnfonelemh.f . . . 4 (𝜑𝐹:ω–onto𝐴)
3 ennnfonelemh.ne . . . 4 (𝜑 → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹𝑘) ≠ (𝐹𝑗))
4 ennnfonelemh.g . . . 4 𝐺 = (𝑥 ∈ (𝐴pm ω), 𝑦 ∈ ω ↦ if((𝐹𝑦) ∈ (𝐹𝑦), 𝑥, (𝑥 ∪ {⟨dom 𝑥, (𝐹𝑦)⟩})))
5 ennnfonelemh.n . . . 4 𝑁 = frec((𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 + 1)), 0)
6 ennnfonelemh.j . . . 4 𝐽 = (𝑥 ∈ ℕ0 ↦ if(𝑥 = 0, ∅, (𝑁‘(𝑥 − 1))))
7 ennnfonelemh.h . . . 4 𝐻 = seq0(𝐺, 𝐽)
8 ennnfone.l . . . 4 𝐿 = 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻𝑖)
91, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8ennnfonelemf1 11931 . . 3 (𝜑𝐿:dom 𝐿1-1𝐴)
10 f1f 5328 . . 3 (𝐿:dom 𝐿1-1𝐴𝐿:dom 𝐿𝐴)
11 frn 5281 . . 3 (𝐿:dom 𝐿𝐴 → ran 𝐿𝐴)
129, 10, 113syl 17 . 2 (𝜑 → ran 𝐿𝐴)
13 foelrn 5654 . . . . . 6 ((𝐹:ω–onto𝐴𝑤𝐴) → ∃𝑗 ∈ ω 𝑤 = (𝐹𝑗))
142, 13sylan 281 . . . . 5 ((𝜑𝑤𝐴) → ∃𝑗 ∈ ω 𝑤 = (𝐹𝑗))
15 0zd 9066 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 0 ∈ ℤ)
16 simprl 520 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝑗 ∈ ω)
17 peano2 4509 . . . . . . . . 9 (𝑗 ∈ ω → suc 𝑗 ∈ ω)
1816, 17syl 14 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → suc 𝑗 ∈ ω)
1915, 5, 18frec2uzuzd 10175 . . . . . . 7 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → (𝑁‘suc 𝑗) ∈ (ℤ‘0))
20 nn0uz 9360 . . . . . . 7 0 = (ℤ‘0)
2119, 20eleqtrrdi 2233 . . . . . 6 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → (𝑁‘suc 𝑗) ∈ ℕ0)
22 fofn 5347 . . . . . . . . . 10 (𝐹:ω–onto𝐴𝐹 Fn ω)
232, 22syl 14 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 Fn ω)
2423ad2antrr 479 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝐹 Fn ω)
25 ordom 4520 . . . . . . . . 9 Ord ω
26 ordsucss 4420 . . . . . . . . 9 (Ord ω → (𝑗 ∈ ω → suc 𝑗 ⊆ ω))
2725, 16, 26mpsyl 65 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → suc 𝑗 ⊆ ω)
28 vex 2689 . . . . . . . . . 10 𝑗 ∈ V
2928sucid 4339 . . . . . . . . 9 𝑗 ∈ suc 𝑗
3029a1i 9 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝑗 ∈ suc 𝑗)
31 fnfvima 5652 . . . . . . . 8 ((𝐹 Fn ω ∧ suc 𝑗 ⊆ ω ∧ 𝑗 ∈ suc 𝑗) → (𝐹𝑗) ∈ (𝐹 “ suc 𝑗))
3224, 27, 30, 31syl3anc 1216 . . . . . . 7 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → (𝐹𝑗) ∈ (𝐹 “ suc 𝑗))
33 simprr 521 . . . . . . 7 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝑤 = (𝐹𝑗))
3415, 5frec2uzf1od 10179 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝑁:ω–1-1-onto→(ℤ‘0))
35 f1ocnvfv1 5678 . . . . . . . . 9 ((𝑁:ω–1-1-onto→(ℤ‘0) ∧ suc 𝑗 ∈ ω) → (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗)) = suc 𝑗)
3634, 18, 35syl2anc 408 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗)) = suc 𝑗)
3736imaeq2d 4881 . . . . . . 7 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → (𝐹 “ (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗))) = (𝐹 “ suc 𝑗))
3832, 33, 373eltr4d 2223 . . . . . 6 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗))))
39 fveq2 5421 . . . . . . . . 9 (𝑖 = (𝑁‘suc 𝑗) → (𝑁𝑖) = (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗)))
4039imaeq2d 4881 . . . . . . . 8 (𝑖 = (𝑁‘suc 𝑗) → (𝐹 “ (𝑁𝑖)) = (𝐹 “ (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗))))
4140eleq2d 2209 . . . . . . 7 (𝑖 = (𝑁‘suc 𝑗) → (𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁𝑖)) ↔ 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗)))))
4241rspcev 2789 . . . . . 6 (((𝑁‘suc 𝑗) ∈ ℕ0𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁‘(𝑁‘suc 𝑗)))) → ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
4321, 38, 42syl2anc 408 . . . . 5 (((𝜑𝑤𝐴) ∧ (𝑗 ∈ ω ∧ 𝑤 = (𝐹𝑗))) → ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
4414, 43rexlimddv 2554 . . . 4 ((𝜑𝑤𝐴) → ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
45 eliun 3817 . . . 4 (𝑤 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖)) ↔ ∃𝑖 ∈ ℕ0 𝑤 ∈ (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
4644, 45sylibr 133 . . 3 ((𝜑𝑤𝐴) → 𝑤 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
478rneqi 4767 . . . . . . 7 ran 𝐿 = ran 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻𝑖)
48 rniun 4949 . . . . . . 7 ran 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐻𝑖) = 𝑖 ∈ ℕ0 ran (𝐻𝑖)
4947, 48eqtri 2160 . . . . . 6 ran 𝐿 = 𝑖 ∈ ℕ0 ran (𝐻𝑖)
501adantr 274 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 DECID 𝑥 = 𝑦)
512adantr 274 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → 𝐹:ω–onto𝐴)
523adantr 274 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → ∀𝑛 ∈ ω ∃𝑘 ∈ ω ∀𝑗 ∈ suc 𝑛(𝐹𝑘) ≠ (𝐹𝑗))
53 simpr 109 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → 𝑖 ∈ ℕ0)
5450, 51, 52, 4, 5, 6, 7, 53ennnfonelemhf1o 11926 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → (𝐻𝑖):dom (𝐻𝑖)–1-1-onto→(𝐹 “ (𝑁𝑖)))
55 f1ofo 5374 . . . . . . . 8 ((𝐻𝑖):dom (𝐻𝑖)–1-1-onto→(𝐹 “ (𝑁𝑖)) → (𝐻𝑖):dom (𝐻𝑖)–onto→(𝐹 “ (𝑁𝑖)))
56 forn 5348 . . . . . . . 8 ((𝐻𝑖):dom (𝐻𝑖)–onto→(𝐹 “ (𝑁𝑖)) → ran (𝐻𝑖) = (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
5754, 55, 563syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑖 ∈ ℕ0) → ran (𝐻𝑖) = (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
5857iuneq2dv 3834 . . . . . 6 (𝜑 𝑖 ∈ ℕ0 ran (𝐻𝑖) = 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
5949, 58syl5eq 2184 . . . . 5 (𝜑 → ran 𝐿 = 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖)))
6059eleq2d 2209 . . . 4 (𝜑 → (𝑤 ∈ ran 𝐿𝑤 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖))))
6160adantr 274 . . 3 ((𝜑𝑤𝐴) → (𝑤 ∈ ran 𝐿𝑤 𝑖 ∈ ℕ0 (𝐹 “ (𝑁𝑖))))
6246, 61mpbird 166 . 2 ((𝜑𝑤𝐴) → 𝑤 ∈ ran 𝐿)
6312, 62eqelssd 3116 1 (𝜑 → ran 𝐿 = 𝐴)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  wi 4  wa 103  wb 104  DECID wdc 819   = wceq 1331  wcel 1480  wne 2308  wral 2416  wrex 2417  cun 3069  wss 3071  c0 3363  ifcif 3474  {csn 3527  cop 3530   ciun 3813  cmpt 3989  Ord word 4284  suc csuc 4287  ωcom 4504  ccnv 4538  dom cdm 4539  ran crn 4540  cima 4542   Fn wfn 5118  wf 5119  1-1wf1 5120  ontowfo 5121  1-1-ontowf1o 5122  cfv 5123  (class class class)co 5774  cmpo 5776  freccfrec 6287  pm cpm 6543  0cc0 7620  1c1 7621   + caddc 7623  cmin 7933  0cn0 8977  cz 9054  cuz 9326  seqcseq 10218
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502  ax-cnex 7711  ax-resscn 7712  ax-1cn 7713  ax-1re 7714  ax-icn 7715  ax-addcl 7716  ax-addrcl 7717  ax-mulcl 7718  ax-addcom 7720  ax-addass 7722  ax-distr 7724  ax-i2m1 7725  ax-0lt1 7726  ax-0id 7728  ax-rnegex 7729  ax-cnre 7731  ax-pre-ltirr 7732  ax-pre-ltwlin 7733  ax-pre-lttrn 7734  ax-pre-ltadd 7736
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-nel 2404  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-if 3475  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-id 4215  df-iord 4288  df-on 4290  df-ilim 4291  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-riota 5730  df-ov 5777  df-oprab 5778  df-mpo 5779  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-recs 6202  df-frec 6288  df-pm 6545  df-pnf 7802  df-mnf 7803  df-xr 7804  df-ltxr 7805  df-le 7806  df-sub 7935  df-neg 7936  df-inn 8721  df-n0 8978  df-z 9055  df-uz 9327  df-seqfrec 10219
This theorem is referenced by:  ennnfonelemen  11934
  Copyright terms: Public domain W3C validator