Users' Mathboxes Mathbox for Mario Carneiro < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  goalrlem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem goalrlem 34685
Description: Lemma for goalr 34686 (induction step). (Contributed by AV, 22-Oct-2023.)
Assertion
Ref Expression
goalrlem (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ ((βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝑁   𝑖,π‘Ž
Allowed substitution hint:   𝑁(π‘Ž)

Proof of Theorem goalrlem
Dummy variables 𝑗 𝑒 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 peano2 7883 . . . . 5 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ suc 𝑁 ∈ Ο‰)
2 df-goal 34631 . . . . . 6 βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = ⟨2o, βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ©βŸ©
3 opex 5463 . . . . . 6 ⟨2o, βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ©βŸ© ∈ V
42, 3eqeltri 2827 . . . . 5 βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ V
5 isfmlasuc 34677 . . . . 5 ((suc 𝑁 ∈ Ο‰ ∧ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ V) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) ↔ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ∨ βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’))))
61, 4, 5sylancl 584 . . . 4 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) ↔ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ∨ βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’))))
76adantr 479 . . 3 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁))) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) ↔ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ∨ βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’))))
8 fmlasssuc 34678 . . . . . . . . . 10 (suc 𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) βŠ† (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))
91, 8syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) βŠ† (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))
109sseld 3980 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
1110com12 32 . . . . . . 7 (π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
1211imim2i 16 . . . . . 6 ((βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))))
1312com23 86 . . . . 5 ((βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))))
1413impcom 406 . . . 4 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁))) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
15 gonanegoal 34641 . . . . . . . . . . 11 (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) β‰  βˆ€π‘”π‘–π‘Ž
16 eqneqall 2949 . . . . . . . . . . 11 ((π‘’βŠΌπ‘”π‘£) = βˆ€π‘”π‘–π‘Ž β†’ ((π‘’βŠΌπ‘”π‘£) β‰  βˆ€π‘”π‘–π‘Ž β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
1715, 16mpi 20 . . . . . . . . . 10 ((π‘’βŠΌπ‘”π‘£) = βˆ€π‘”π‘–π‘Ž β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))
1817eqcoms 2738 . . . . . . . . 9 (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))
1918a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) ∧ 𝑣 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
2019rexlimdva 3153 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
21 df-goal 34631 . . . . . . . . . . . . 13 βˆ€π‘”π‘—π‘’ = ⟨2o, βŸ¨π‘—, π‘’βŸ©βŸ©
222, 21eqeq12i 2748 . . . . . . . . . . . 12 (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ ↔ ⟨2o, βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ©βŸ© = ⟨2o, βŸ¨π‘—, π‘’βŸ©βŸ©)
23 2oex 8479 . . . . . . . . . . . . 13 2o ∈ V
24 opex 5463 . . . . . . . . . . . . 13 βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ© ∈ V
2523, 24opth 5475 . . . . . . . . . . . 12 (⟨2o, βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ©βŸ© = ⟨2o, βŸ¨π‘—, π‘’βŸ©βŸ© ↔ (2o = 2o ∧ βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ© = βŸ¨π‘—, π‘’βŸ©))
2622, 25bitri 274 . . . . . . . . . . 11 (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ ↔ (2o = 2o ∧ βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ© = βŸ¨π‘—, π‘’βŸ©))
27 vex 3476 . . . . . . . . . . . . 13 𝑖 ∈ V
28 vex 3476 . . . . . . . . . . . . 13 π‘Ž ∈ V
2927, 28opth 5475 . . . . . . . . . . . 12 (βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ© = βŸ¨π‘—, π‘’βŸ© ↔ (𝑖 = 𝑗 ∧ π‘Ž = 𝑒))
30 eleq1w 2814 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑒 = π‘Ž β†’ (𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ↔ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)))
3130eqcoms 2738 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘Ž = 𝑒 β†’ (𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ↔ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)))
3231, 11syl6bi 252 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘Ž = 𝑒 β†’ (𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))))
3332impcomd 410 . . . . . . . . . . . 12 (π‘Ž = 𝑒 β†’ ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3429, 33simplbiim 503 . . . . . . . . . . 11 (βŸ¨π‘–, π‘ŽβŸ© = βŸ¨π‘—, π‘’βŸ© β†’ ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3526, 34simplbiim 503 . . . . . . . . . 10 (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ β†’ ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3635com12 32 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3736adantr 479 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) ∧ 𝑗 ∈ Ο‰) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3837rexlimdva 3153 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’ β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
3920, 38jaod 855 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ 𝑒 ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ ((βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
4039rexlimdva 3153 . . . . 5 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
4140adantr 479 . . . 4 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁))) β†’ (βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
4214, 41jaod 855 . . 3 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁))) β†’ ((βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) ∨ βˆƒπ‘’ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)(βˆƒπ‘£ ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = (π‘’βŠΌπ‘”π‘£) ∨ βˆƒπ‘— ∈ Ο‰ βˆ€π‘”π‘–π‘Ž = βˆ€π‘”π‘—π‘’)) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
437, 42sylbid 239 . 2 ((𝑁 ∈ Ο‰ ∧ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁))) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁)))
4443ex 411 1 (𝑁 ∈ Ο‰ β†’ ((βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc 𝑁)) β†’ (βˆ€π‘”π‘–π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁) β†’ π‘Ž ∈ (Fmlaβ€˜suc suc 𝑁))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∨ wo 843   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   β‰  wne 2938  βˆƒwrex 3068  Vcvv 3472   βŠ† wss 3947  βŸ¨cop 4633  suc csuc 6365  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7411  Ο‰com 7857  2oc2o 8462  βŠΌπ‘”cgna 34623  βˆ€π‘”cgol 34624  Fmlacfmla 34626
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-inf2 9638
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-2o 8469  df-map 8824  df-goel 34629  df-gona 34630  df-goal 34631  df-sat 34632  df-fmla 34634
This theorem is referenced by:  goalr  34686
  Copyright terms: Public domain W3C validator