Theorem dfnn3 12139

Description: Alternate definition of the set of positive integers. Definition of positive integers in [Apostol] p. 22. (Contributed by NM, 3-Jul-2005.)

Assertion

Ref	Expression
dfnn3	⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}

Distinct variable group:   𝑥,𝑦

Proof of Theorem dfnn3

Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq2 2820	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ 𝑧))
2		eleq2 2820	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ 𝑧))
3	2	raleqbi1dv 3304	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧))
4	1, 3	anbi12d 632	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)))
5		dfnn2 12138	. . . . 5 ⊢ ℕ = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)}
6	5	eqeq2i 2744	. . . 4 ⊢ (𝑥 = ℕ ↔ 𝑥 = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)})
7		eleq2 2820	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℕ → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ ℕ))
8		eleq2 2820	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ℕ → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
9	8	raleqbi1dv 3304	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℕ → (∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
10	7, 9	anbi12d 632	. . . 4 ⊢ (𝑥 = ℕ → ((1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ)))
11	6, 10	sylbir 235	. . 3 ⊢ (𝑥 = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)} → ((1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (1 ∈ ℕ ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ)))
12		nnssre 12129	. . . . 5 ⊢ ℕ ⊆ ℝ
13	5, 12	eqsstrri 3982	. . . 4 ⊢ ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)} ⊆ ℝ
14		1nn 12136	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℕ
15		peano2nn 12137	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℕ)
16	15	rgen 3049	. . . . 5 ⊢ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ
17	14, 16	pm3.2i 470	. . . 4 ⊢ (1 ∈ ℕ ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ)
18	13, 17	pm3.2i 470	. . 3 ⊢ (∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)} ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ ℕ ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
19	4, 11, 18	intabs 5287	. 2 ⊢ ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))} = ∩ {𝑥 ∣ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}
20		3anass 1094	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)))
21	20	abbii 2798	. . 3 ⊢ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
22	21	inteqi 4901	. 2 ⊢ ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
23		dfnn2 12138	. 2 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}
24	19, 22, 23	3eqtr4ri 2765	1 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2111  {cab 2709  ∀wral 3047   ⊆ wss 3902  ∩ cint 4897  (class class class)co 7346  ℝcr 11005  1c1 11007   + caddc 11009  ℕcn 12125

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pr 5370  ax-un 7668  ax-cnex 11062  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-ral 3048  df-rex 3057  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-op 4583  df-uni 4860  df-int 4898  df-iun 4943  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-tr 5199  df-id 5511  df-eprel 5516  df-po 5524  df-so 5525  df-fr 5569  df-we 5571  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-ov 7349  df-om 7797  df-2nd 7922  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-nn 12126

This theorem is referenced by: (None)