Theorem dfnn3 12171

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 2826	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ 𝑧))
2		eleq2 2826	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ 𝑧))
3	2	raleqbi1dv 3310	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧))
4	1, 3	anbi12d 633	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → ((1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)))
5		dfnn2 12170	. . . . 5 ⊢ ℕ = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)}
6	5	eqeq2i 2750	. . . 4 ⊢ (𝑥 = ℕ ↔ 𝑥 = ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)})
7		eleq2 2826	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℕ → (1 ∈ 𝑥 ↔ 1 ∈ ℕ))
8		eleq2 2826	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ℕ → ((𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
9	8	raleqbi1dv 3310	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = ℕ → (∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ (𝑦 + 1) ∈ ℕ))
10	7, 9	anbi12d 633	. . . 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 12161	. . . . 5 ⊢ ℕ ⊆ ℝ
13	5, 12	eqsstrri 3983	. . . 4 ⊢ ∩ {𝑧 ∣ (1 ∈ 𝑧 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑧 (𝑦 + 1) ∈ 𝑧)} ⊆ ℝ
14		1nn 12168	. . . . 5 ⊢ 1 ∈ ℕ
15		peano2nn 12169	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → (𝑦 + 1) ∈ ℕ)
16	15	rgen 3054	. . . . 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 5296	. 2 ⊢ ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))} = ∩ {𝑥 ∣ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}
20		3anass 1095	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥) ↔ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)))
21	20	abbii 2804	. . 3 ⊢ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
22	21	inteqi 4908	. 2 ⊢ ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)} = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥))}
23		dfnn2 12170	. 2 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}
24	19, 22, 23	3eqtr4ri 2771	1 ⊢ ℕ = ∩ {𝑥 ∣ (𝑥 ⊆ ℝ ∧ 1 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑥 (𝑦 + 1) ∈ 𝑥)}

Syntax hints:   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  {cab 2715  ∀wral 3052   ⊆ wss 3903  ∩ cint 4904  (class class class)co 7368  ℝcr 11037  1c1 11039   + caddc 11041  ℕcn 12157

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-ov 7371  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-nn 12158

This theorem is referenced by: (None)