Theorem dfnn3 12159

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 2825	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ 𝑧))
2		eleq2 2825	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ 𝑧))
3	2	raleqbi1dv 3308	. . . 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 12158	. . . . 5 ⊢ ℕ = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)}
6	5	eqeq2i 2749	. . . 4 ⊢ (𝑥 = ℕ ↔ 𝑥 = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)})
7		eleq2 2825	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℕ → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ ℕ))
8		eleq2 2825	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ℕ → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
9	8	raleqbi1dv 3308	. . . . 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 12149	. . . . 5 ⊢ ℕ ⊆ ℝ
13	5, 12	eqsstrri 3981	. . . 4 ⊢ ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)} ⊆ ℝ
14		1nn 12156	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℕ
15		peano2nn 12157	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℕ)
16	15	rgen 3053	. . . . 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 5294	. 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 2803	. . 3 ⊢ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
22	21	inteqi 4906	. 2 ⊢ ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
23		dfnn2 12158	. 2 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}
24	19, 22, 23	3eqtr4ri 2770	1 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1541   ∈ wcel 2113  {cab 2714  ∀wral 3051   ⊆ wss 3901  ∩ cint 4902  (class class class)co 7358  ℝcr 11025  1c1 11027   + caddc 11029  ℕcn 12145

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 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11082  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099

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 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-ov 7361  df-om 7809  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-nn 12146

This theorem is referenced by: (None)