Theorem omctfn 13127

Description: Using countable choice to find a sequence of enumerations for a collection of countable sets. Lemma 8.1.27 of [AczelRathjen], p. 77. (Contributed by Jim Kingdon, 19-Apr-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
omiunct.cc	⊢ (𝜑 → CCHOICE)
omiunct.g	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ∃𝑔 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))

Assertion

Ref	Expression
omctfn	⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓 Fn ω ∧ ∀𝑥 ∈ ω (𝑓‘𝑥):ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑓,𝑔   𝜑,𝑓,𝑥,𝑔

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem omctfn

Step	Hyp	Ref	Expression
1		omiunct.cc	. 2 ⊢ (𝜑 → CCHOICE)
2		fnmap 6867	. . . . 5 ⊢ ↑𝑚 Fn (V × V)
3		omiunct.g	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ∃𝑔 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))
4		omex 4697	. . . . . . . 8 ⊢ ω ∈ V
5		focdmex 6286	. . . . . . . 8 ⊢ (ω ∈ V → (𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → (𝐵 ⊔ 1o) ∈ V))
6	4, 5	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → (𝐵 ⊔ 1o) ∈ V)
7	6	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → (𝐵 ⊔ 1o) ∈ V)
8	3, 7	exlimddv 1947	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝐵 ⊔ 1o) ∈ V)
9	4	a1i 9	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ω ∈ V)
10		fnovex 6061	. . . . 5 ⊢ (( ↑𝑚 Fn (V × V) ∧ (𝐵 ⊔ 1o) ∈ V ∧ ω ∈ V) → ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∈ V)
11	2, 8, 9, 10	mp3an2i 1379	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∈ V)
12		rabexg 4238	. . . 4 ⊢ (((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∈ V → {𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∣ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)} ∈ V)
13	11, 12	syl 14	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → {𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∣ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)} ∈ V)
14	13	ralrimiva 2606	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω {𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∣ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)} ∈ V)
15	4	enref 6981	. . 3 ⊢ ω ≈ ω
16	15	a1i 9	. 2 ⊢ (𝜑 → ω ≈ ω)
17		foeq1 5564	. 2 ⊢ (𝑔 = (𝑓‘𝑥) → (𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) ↔ (𝑓‘𝑥):ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))
18		fof 5568	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → 𝑔:ω⟶(𝐵 ⊔ 1o))
19	18	adantl 277	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → 𝑔:ω⟶(𝐵 ⊔ 1o))
20		elmapg 6873	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐵 ⊔ 1o) ∈ V ∧ ω ∈ V) → (𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ↔ 𝑔:ω⟶(𝐵 ⊔ 1o)))
21	7, 4, 20	sylancl 413	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → (𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ↔ 𝑔:ω⟶(𝐵 ⊔ 1o)))
22	19, 21	mpbird 167	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → 𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω))
23		simpr 110	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))
24	22, 23	jca 306	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)) → (𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))
25	24	ex 115	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → (𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))))
26	25	eximdv 1928	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (∃𝑔 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → ∃𝑔(𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))))
27		df-rex 2517	. . . . 5 ⊢ (∃𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω)𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) ↔ ∃𝑔(𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω) ∧ 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))
28	26, 27	imbitrrdi 162	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → (∃𝑔 𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o) → ∃𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω)𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))
29	3, 28	mpd 13	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ω) → ∃𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω)𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))
30	29	ralrimiva 2606	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ω ∃𝑔 ∈ ((𝐵 ⊔ 1o) ↑𝑚 ω)𝑔:ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o))
31	1, 14, 16, 17, 30	cc4n 7533	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓 Fn ω ∧ ∀𝑥 ∈ ω (𝑓‘𝑥):ω–onto→(𝐵 ⊔ 1o)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105  ∃wex 1541   ∈ wcel 2202  ∀wral 2511  ∃wrex 2512  {crab 2515  Vcvv 2803   class class class wbr 4093  ωcom 4694   × cxp 4729   Fn wfn 5328  ⟶wf 5329  –onto→wfo 5331  ‘cfv 5333  (class class class)co 6028  1_oc1o 6618   ↑_𝑚 cmap 6860   ≈ cen 6950   ⊔ cdju 7279  CCHOICEwacc 7524

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 619  ax-in2 620  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 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-id 4396  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-er 6745  df-map 6862  df-en 6953  df-cc 7525

This theorem is referenced by:  omiunct  13128