Theorem rdgon 6444

Description: Evaluating the recursive definition generator produces an ordinal. There is a hypothesis that the characteristic function produces ordinals on ordinal arguments. (Contributed by Jim Kingdon, 26-Jul-2019.) (Revised by Jim Kingdon, 13-Apr-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
rdgon.2	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
rdgon.3	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)

Assertion

Ref	Expression
rdgon	⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → (rec(𝐹, 𝐴)‘𝐵) ∈ On)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐹   𝜑,𝑥

Proof of Theorem rdgon

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		df-irdg 6428	. 2 ⊢ rec(𝐹, 𝐴) = recs((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)))))
2		funmpt 5296	. . 3 ⊢ Fun (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))
3	2	a1i 9	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → Fun (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)))))
4		ordon 4522	. . 3 ⊢ Ord On
5	4	a1i 9	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → Ord On)
6		vex 2766	. . . 4 ⊢ 𝑓 ∈ V
7		rdgon.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
8	7	adantr 276	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → 𝐴 ∈ On)
9	8	3ad2ant1 1020	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → 𝐴 ∈ On)
10	6	dmex 4932	. . . . . 6 ⊢ dom 𝑓 ∈ V
11		fveq2 5558	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝑓‘𝑧) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘(𝑓‘𝑧)))
12	11	eleq1d 2265	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝑓‘𝑧) → ((𝐹‘𝑥) ∈ On ↔ (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On))
13		rdgon.3	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
14	13	adantr 276	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
15	14	3ad2ant1 1020	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
16	15	adantr 276	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
17		simpl3 1004	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑓:𝑦⟶On)
18		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑧 ∈ dom 𝑓)
19		fdm 5413	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓:𝑦⟶On → dom 𝑓 = 𝑦)
20	19	eleq2d 2266	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑓:𝑦⟶On → (𝑧 ∈ dom 𝑓 ↔ 𝑧 ∈ 𝑦))
21	17, 20	syl 14	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → (𝑧 ∈ dom 𝑓 ↔ 𝑧 ∈ 𝑦))
22	18, 21	mpbid 147	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑧 ∈ 𝑦)
23	17, 22	ffvelcdmd 5698	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → (𝑓‘𝑧) ∈ On)
24	12, 16, 23	rspcdva 2873	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
25	24	ralrimiva 2570	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑧 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
26		fveq2 5558	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝑓‘𝑥) = (𝑓‘𝑧))
27	26	fveq2d 5562	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝐹‘(𝑓‘𝑥)) = (𝐹‘(𝑓‘𝑧)))
28	27	eleq1d 2265	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On ↔ (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On))
29	28	cbvralv 2729	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On ↔ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
30	25, 29	sylibr 134	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
31		iunon 6342	. . . . . 6 ⊢ ((dom 𝑓 ∈ V ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On) → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
32	10, 30, 31	sylancr 414	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
33		onun2 4526	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On) → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))) ∈ On)
34	9, 32, 33	syl2anc 411	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))) ∈ On)
35		dmeq 4866	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → dom 𝑔 = dom 𝑓)
36		fveq1 5557	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝑔‘𝑥) = (𝑓‘𝑥))
37	36	fveq2d 5562	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝐹‘(𝑔‘𝑥)) = (𝐹‘(𝑓‘𝑥)))
38	35, 37	iuneq12d 3940	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)) = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)))
39	38	uneq2d 3317	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))) = (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))))
40		eqid 2196	. . . . 5 ⊢ (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)))) = (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))
41	39, 40	fvmptg 5637	. . . 4 ⊢ ((𝑓 ∈ V ∧ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))) ∈ On) → ((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))‘𝑓) = (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))))
42	6, 34, 41	sylancr 414	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))‘𝑓) = (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))))
43	42, 34	eqeltrd 2273	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))‘𝑓) ∈ On)
44		unon 4547	. . . . . 6 ⊢ ∪ On = On
45	44	eleq2i 2263	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ On ↔ 𝑦 ∈ On)
46	45	biimpi 120	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ On → 𝑦 ∈ On)
47	46	adantl 277	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ ∪ On) → 𝑦 ∈ On)
48		onsuc 4537	. . 3 ⊢ (𝑦 ∈ On → suc 𝑦 ∈ On)
49	47, 48	syl 14	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ ∪ On) → suc 𝑦 ∈ On)
50	44	eleq2i 2263	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ∪ On ↔ 𝐵 ∈ On)
51	50	biimpri 133	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ On → 𝐵 ∈ ∪ On)
52	51	adantl 277	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → 𝐵 ∈ ∪ On)
53	1, 3, 5, 43, 49, 52	tfrcl 6422	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → (rec(𝐹, 𝐴)‘𝐵) ∈ On)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∧ w3a 980   = wceq 1364   ∈ wcel 2167  ∀wral 2475  Vcvv 2763   ∪ cun 3155  ∪ cuni 3839  ∪ ciun 3916   ↦ cmpt 4094  Ord word 4397  Oncon0 4398  suc csuc 4400  dom cdm 4663  Fun wfun 5252  ⟶wf 5254  ‘cfv 5258  reccrdg 6427

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 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4148  ax-sep 4151  ax-pow 4207  ax-pr 4242  ax-un 4468  ax-setind 4573

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3451  df-pw 3607  df-sn 3628  df-pr 3629  df-op 3631  df-uni 3840  df-iun 3918  df-br 4034  df-opab 4095  df-mpt 4096  df-tr 4132  df-id 4328  df-iord 4401  df-on 4403  df-suc 4406  df-xp 4669  df-rel 4670  df-cnv 4671  df-co 4672  df-dm 4673  df-rn 4674  df-res 4675  df-ima 4676  df-iota 5219  df-fun 5260  df-fn 5261  df-f 5262  df-f1 5263  df-fo 5264  df-f1o 5265  df-fv 5266  df-recs 6363  df-irdg 6428

This theorem is referenced by:  oacl  6518  omcl  6519  oeicl  6520