Theorem dfrtrcl4 40797

Description: Reflexive-transitive closure of a relation, expressed as the union of the zeroth power and the transitive closure. (Contributed by RP, 5-Jun-2020.)

Assertion

Ref	Expression
dfrtrcl4	⊢ t* = (𝑟 ∈ V ↦ ((𝑟↑𝑟0) ∪ (t+‘𝑟)))

Proof of Theorem dfrtrcl4

Dummy variables 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfrtrcl3 40792	. 2 ⊢ t* = (𝑟 ∈ V ↦ ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛))
2		df-n0 11920	. . . . . . 7 ⊢ ℕ0 = (ℕ ∪ {0})
3	2	equncomi 4056	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 = ({0} ∪ ℕ)
4		iuneq1 4892	. . . . . 6 ⊢ (ℕ0 = ({0} ∪ ℕ) → ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛) = ∪ 𝑛 ∈ ({0} ∪ ℕ)(𝑟↑𝑟𝑛))
5	3, 4	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛) = ∪ 𝑛 ∈ ({0} ∪ ℕ)(𝑟↑𝑟𝑛)
6		iunxun 4974	. . . . 5 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ({0} ∪ ℕ)(𝑟↑𝑟𝑛) = (∪ 𝑛 ∈ {0} (𝑟↑𝑟𝑛) ∪ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛))
7	5, 6	eqtri 2782	. . . 4 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛) = (∪ 𝑛 ∈ {0} (𝑟↑𝑟𝑛) ∪ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛))
8		c0ex 10658	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ V
9		oveq2 7151	. . . . . . 7 ⊢ (𝑛 = 0 → (𝑟↑𝑟𝑛) = (𝑟↑𝑟0))
10	8, 9	iunxsn 4971	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ {0} (𝑟↑𝑟𝑛) = (𝑟↑𝑟0)
11	10	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝑟 ∈ V → ∪ 𝑛 ∈ {0} (𝑟↑𝑟𝑛) = (𝑟↑𝑟0))
12		oveq1 7150	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑟 → (𝑥↑𝑟𝑛) = (𝑟↑𝑟𝑛))
13	12	iuneq2d 4905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑟 → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑥↑𝑟𝑛) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛))
14		dftrcl3 40779	. . . . . . 7 ⊢ t+ = (𝑥 ∈ V ↦ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑥↑𝑟𝑛))
15		nnex 11665	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ ∈ V
16		ovex 7176	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑟↑𝑟𝑛) ∈ V
17	15, 16	iunex 7666	. . . . . . 7 ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛) ∈ V
18	13, 14, 17	fvmpt 6752	. . . . . 6 ⊢ (𝑟 ∈ V → (t+‘𝑟) = ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛))
19	18	eqcomd 2765	. . . . 5 ⊢ (𝑟 ∈ V → ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛) = (t+‘𝑟))
20	11, 19	uneq12d 4065	. . . 4 ⊢ (𝑟 ∈ V → (∪ 𝑛 ∈ {0} (𝑟↑𝑟𝑛) ∪ ∪ 𝑛 ∈ ℕ (𝑟↑𝑟𝑛)) = ((𝑟↑𝑟0) ∪ (t+‘𝑟)))
21	7, 20	syl5eq 2806	. . 3 ⊢ (𝑟 ∈ V → ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛) = ((𝑟↑𝑟0) ∪ (t+‘𝑟)))
22	21	mpteq2ia 5116	. 2 ⊢ (𝑟 ∈ V ↦ ∪ 𝑛 ∈ ℕ0 (𝑟↑𝑟𝑛)) = (𝑟 ∈ V ↦ ((𝑟↑𝑟0) ∪ (t+‘𝑟)))
23	1, 22	eqtri 2782	1 ⊢ t* = (𝑟 ∈ V ↦ ((𝑟↑𝑟0) ∪ (t+‘𝑟)))

Syntax hints:   = wceq 1539   ∈ wcel 2112  Vcvv 3407   ∪ cun 3852  {csn 4515  ∪ ciun 4876   ↦ cmpt 5105  ‘cfv 6328  (class class class)co 7143  0cc0 10560  ℕcn 11659  ℕ₀cn0 11919  t+ctcl 14377  t*crtcl 14378  ↑_𝑟crelexp 14411

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-rep 5149  ax-sep 5162  ax-nul 5169  ax-pow 5227  ax-pr 5291  ax-un 7452  ax-cnex 10616  ax-resscn 10617  ax-1cn 10618  ax-icn 10619  ax-addcl 10620  ax-addrcl 10621  ax-mulcl 10622  ax-mulrcl 10623  ax-mulcom 10624  ax-addass 10625  ax-mulass 10626  ax-distr 10627  ax-i2m1 10628  ax-1ne0 10629  ax-1rid 10630  ax-rnegex 10631  ax-rrecex 10632  ax-cnre 10633  ax-pre-lttri 10634  ax-pre-lttrn 10635  ax-pre-ltadd 10636  ax-pre-mulgt0 10637

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2899  df-ne 2950  df-nel 3054  df-ral 3073  df-rex 3074  df-reu 3075  df-rab 3077  df-v 3409  df-sbc 3694  df-csb 3802  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3871  df-pss 3873  df-nul 4222  df-if 4414  df-pw 4489  df-sn 4516  df-pr 4518  df-tp 4520  df-op 4522  df-uni 4792  df-int 4832  df-iun 4878  df-br 5026  df-opab 5088  df-mpt 5106  df-tr 5132  df-id 5423  df-eprel 5428  df-po 5436  df-so 5437  df-fr 5476  df-we 5478  df-xp 5523  df-rel 5524  df-cnv 5525  df-co 5526  df-dm 5527  df-rn 5528  df-res 5529  df-ima 5530  df-pred 6119  df-ord 6165  df-on 6166  df-lim 6167  df-suc 6168  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7101  df-ov 7146  df-oprab 7147  df-mpo 7148  df-om 7573  df-2nd 7687  df-wrecs 7950  df-recs 8011  df-rdg 8049  df-er 8292  df-en 8521  df-dom 8522  df-sdom 8523  df-pnf 10700  df-mnf 10701  df-xr 10702  df-ltxr 10703  df-le 10704  df-sub 10895  df-neg 10896  df-nn 11660  df-2 11722  df-n0 11920  df-z 12006  df-uz 12268  df-seq 13404  df-trcl 14379  df-rtrcl 14380  df-relexp 14412

This theorem is referenced by: (None)