Theorem rdgon 6365

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 6349	. 2 ⊢ rec(𝐹, 𝐴) = recs((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)))))
2		funmpt 5236	. . 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 4470	. . 3 ⊢ Ord On
5	4	a1i 9	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → Ord On)
6		vex 2733	. . . 4 ⊢ 𝑓 ∈ V
7		rdgon.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ On)
8	7	adantr 274	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → 𝐴 ∈ On)
9	8	3ad2ant1 1013	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → 𝐴 ∈ On)
10	6	dmex 4877	. . . . . 6 ⊢ dom 𝑓 ∈ V
11		fveq2 5496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝑓‘𝑧) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘(𝑓‘𝑧)))
12	11	eleq1d 2239	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝑓‘𝑧) → ((𝐹‘𝑥) ∈ On ↔ (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On))
13		rdgon.3	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
14	13	adantr 274	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
15	14	3ad2ant1 1013	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
16	15	adantr 274	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → ∀𝑥 ∈ On (𝐹‘𝑥) ∈ On)
17		simpl3 997	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑓:𝑦⟶On)
18		simpr 109	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑧 ∈ dom 𝑓)
19		fdm 5353	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑓:𝑦⟶On → dom 𝑓 = 𝑦)
20	19	eleq2d 2240	. . . . . . . . . . . 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 146	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → 𝑧 ∈ 𝑦)
23	17, 22	ffvelrnd 5632	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → (𝑓‘𝑧) ∈ On)
24	12, 16, 23	rspcdva 2839	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) ∧ 𝑧 ∈ dom 𝑓) → (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
25	24	ralrimiva 2543	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑧 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
26		fveq2 5496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝑓‘𝑥) = (𝑓‘𝑧))
27	26	fveq2d 5500	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝐹‘(𝑓‘𝑥)) = (𝐹‘(𝑓‘𝑧)))
28	27	eleq1d 2239	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On ↔ (𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On))
29	28	cbvralv 2696	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On ↔ ∀𝑧 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑧)) ∈ On)
30	25, 29	sylibr 133	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
31		iunon 6263	. . . . . 6 ⊢ ((dom 𝑓 ∈ V ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On) → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
32	10, 30, 31	sylancr 412	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On)
33		onun2 4474	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ On ∧ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)) ∈ On) → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))) ∈ On)
34	9, 32, 33	syl2anc 409	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))) ∈ On)
35		dmeq 4811	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → dom 𝑔 = dom 𝑓)
36		fveq1 5495	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝑔‘𝑥) = (𝑓‘𝑥))
37	36	fveq2d 5500	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝐹‘(𝑔‘𝑥)) = (𝐹‘(𝑓‘𝑥)))
38	35, 37	iuneq12d 3897	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)) = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥)))
39	38	uneq2d 3281	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = 𝑓 → (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))) = (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑓(𝐹‘(𝑓‘𝑥))))
40		eqid 2170	. . . . 5 ⊢ (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥)))) = (𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))
41	39, 40	fvmptg 5572	. . . 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 412	. . 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 2247	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ 𝑓:𝑦⟶On) → ((𝑔 ∈ V ↦ (𝐴 ∪ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝑔(𝐹‘(𝑔‘𝑥))))‘𝑓) ∈ On)
44		unon 4495	. . . . . 6 ⊢ ∪ On = On
45	44	eleq2i 2237	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ On ↔ 𝑦 ∈ On)
46	45	biimpi 119	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ∪ On → 𝑦 ∈ On)
47	46	adantl 275	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ ∪ On) → 𝑦 ∈ On)
48		suceloni 4485	. . 3 ⊢ (𝑦 ∈ On → suc 𝑦 ∈ On)
49	47, 48	syl 14	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ ∪ On) → suc 𝑦 ∈ On)
50	44	eleq2i 2237	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ ∪ On ↔ 𝐵 ∈ On)
51	50	biimpri 132	. . 3 ⊢ (𝐵 ∈ On → 𝐵 ∈ ∪ On)
52	51	adantl 275	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → 𝐵 ∈ ∪ On)
53	1, 3, 5, 43, 49, 52	tfrcl 6343	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ On) → (rec(𝐹, 𝐴)‘𝐵) ∈ On)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 973   = wceq 1348   ∈ wcel 2141  ∀wral 2448  Vcvv 2730   ∪ cun 3119  ∪ cuni 3796  ∪ ciun 3873   ↦ cmpt 4050  Ord word 4347  Oncon0 4348  suc csuc 4350  dom cdm 4611  Fun wfun 5192  ⟶wf 5194  ‘cfv 5198  reccrdg 6348

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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-coll 4104  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-rab 2457  df-v 2732  df-sbc 2956  df-csb 3050  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-iun 3875  df-br 3990  df-opab 4051  df-mpt 4052  df-tr 4088  df-id 4278  df-iord 4351  df-on 4353  df-suc 4356  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-recs 6284  df-irdg 6349

This theorem is referenced by:  oacl  6439  omcl  6440  oeicl  6441