MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  grothomex Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem grothomex 10824
Description: The Tarski-Grothendieck Axiom implies the Axiom of Infinity (in the form of omex 9638). Note that our proof depends on neither the Axiom of Infinity nor Regularity. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Apr-2013.) (New usage is discouraged.)
Assertion
Ref Expression
grothomex Ο‰ ∈ V

Proof of Theorem grothomex
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑧 𝑀 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 r111 9770 . . . 4 𝑅1:On–1-1β†’V
2 omsson 7859 . . . 4 Ο‰ βŠ† On
3 f1ores 6848 . . . 4 ((𝑅1:On–1-1β†’V ∧ Ο‰ βŠ† On) β†’ (𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’(𝑅1 β€œ Ο‰))
41, 2, 3mp2an 691 . . 3 (𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’(𝑅1 β€œ Ο‰)
5 f1of1 6833 . . 3 ((𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’(𝑅1 β€œ Ο‰) β†’ (𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1β†’(𝑅1 β€œ Ο‰))
64, 5ax-mp 5 . 2 (𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1β†’(𝑅1 β€œ Ο‰)
7 r1fnon 9762 . . . . . . . 8 𝑅1 Fn On
8 fvelimab 6965 . . . . . . . 8 ((𝑅1 Fn On ∧ Ο‰ βŠ† On) β†’ (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ Ο‰ (𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀))
97, 2, 8mp2an 691 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ Ο‰ (𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀)
10 fveq2 6892 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = βˆ… β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜βˆ…))
1110eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = βˆ… β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦))
12 fveq2 6892 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜π‘€))
1312eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
14 fveq2 6892 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = suc 𝑀 β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜suc 𝑀))
1514eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = suc 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦))
16 r10 9763 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅1β€˜βˆ…) = βˆ…
1716eleq1i 2825 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦 ↔ βˆ… ∈ 𝑦)
1817biimpri 227 . . . . . . . . . . 11 (βˆ… ∈ 𝑦 β†’ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦)
1918adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦)
20 pweq 4617 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑅1β€˜π‘€) β†’ 𝒫 𝑧 = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2120eleq1d 2819 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑅1β€˜π‘€) β†’ (𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 ↔ 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
2221rspccv 3610 . . . . . . . . . . . . 13 (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 β†’ ((𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
23 nnon 7861 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ 𝑀 ∈ On)
24 r1suc 9765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ On β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2523, 24syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2625eleq1d 2819 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ ((𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦 ↔ 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
2726biimprcd 249 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦))
2822, 27syl6 35 . . . . . . . . . . . 12 (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 β†’ ((𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦)))
2928com3r 87 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 β†’ ((𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦)))
3029adantld 492 . . . . . . . . . 10 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ ((𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦)))
3111, 13, 15, 19, 30finds2 7891 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ Ο‰ β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦))
32 eleq1 2822 . . . . . . . . . 10 ((𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ 𝑀 ∈ 𝑦))
3332biimpd 228 . . . . . . . . 9 ((𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 β†’ 𝑀 ∈ 𝑦))
3431, 33syl9 77 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ Ο‰ β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀 β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ 𝑀 ∈ 𝑦)))
3534rexlimiv 3149 . . . . . . 7 (βˆƒπ‘₯ ∈ Ο‰ (𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀 β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ 𝑀 ∈ 𝑦))
369, 35sylbi 216 . . . . . 6 (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ 𝑀 ∈ 𝑦))
3736com12 32 . . . . 5 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) β†’ 𝑀 ∈ 𝑦))
3837ssrdv 3989 . . . 4 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1 β€œ Ο‰) βŠ† 𝑦)
39 vex 3479 . . . . 5 𝑦 ∈ V
4039ssex 5322 . . . 4 ((𝑅1 β€œ Ο‰) βŠ† 𝑦 β†’ (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V)
4138, 40syl 17 . . 3 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V)
42 0ex 5308 . . . 4 βˆ… ∈ V
43 eleq1 2822 . . . . . 6 (π‘₯ = βˆ… β†’ (π‘₯ ∈ 𝑦 ↔ βˆ… ∈ 𝑦))
4443anbi1d 631 . . . . 5 (π‘₯ = βˆ… β†’ ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)))
4544exbidv 1925 . . . 4 (π‘₯ = βˆ… β†’ (βˆƒπ‘¦(π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ βˆƒπ‘¦(βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)))
46 axgroth6 10823 . . . . 5 βˆƒπ‘¦(π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝒫 𝑦(𝑧 β‰Ί 𝑦 β†’ 𝑧 ∈ 𝑦))
47 simpr 486 . . . . . . . 8 ((𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
4847ralimi 3084 . . . . . . 7 (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
4948anim2i 618 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦))
50493adant3 1133 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝒫 𝑦(𝑧 β‰Ί 𝑦 β†’ 𝑧 ∈ 𝑦)) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦))
5146, 50eximii 1840 . . . 4 βˆƒπ‘¦(π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
5242, 45, 51vtocl 3550 . . 3 βˆƒπ‘¦(βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
5341, 52exlimiiv 1935 . 2 (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V
54 f1dmex 7943 . 2 (((𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1β†’(𝑅1 β€œ Ο‰) ∧ (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V) β†’ Ο‰ ∈ V)
556, 53, 54mp2an 691 1 Ο‰ ∈ V
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542  βˆƒwex 1782   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  Vcvv 3475   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  π’« cpw 4603   class class class wbr 5149   β†Ύ cres 5679   β€œ cima 5680  Oncon0 6365  suc csuc 6367   Fn wfn 6539  β€“1-1β†’wf1 6541  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6543  β€˜cfv 6544  Ο‰com 7855   β‰Ί csdm 8938  π‘…1cr1 9757
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 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-groth 10818
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-r1 9759
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator