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

Theorem grothomex 10826
Description: The Tarski-Grothendieck Axiom implies the Axiom of Infinity (in the form of omex 9640). 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 9772 . . . 4 𝑅1:On–1-1β†’V
2 omsson 7861 . . . 4 Ο‰ βŠ† On
3 f1ores 6846 . . . 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 688 . . 3 (𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1-ontoβ†’(𝑅1 β€œ Ο‰)
5 f1of1 6831 . . 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 9764 . . . . . . . 8 𝑅1 Fn On
8 fvelimab 6963 . . . . . . . 8 ((𝑅1 Fn On ∧ Ο‰ βŠ† On) β†’ (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ Ο‰ (𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀))
97, 2, 8mp2an 688 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ (𝑅1 β€œ Ο‰) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ Ο‰ (𝑅1β€˜π‘₯) = 𝑀)
10 fveq2 6890 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = βˆ… β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜βˆ…))
1110eleq1d 2816 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = βˆ… β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦))
12 fveq2 6890 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜π‘€))
1312eleq1d 2816 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
14 fveq2 6890 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = suc 𝑀 β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜suc 𝑀))
1514eleq1d 2816 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = suc 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜suc 𝑀) ∈ 𝑦))
16 r10 9765 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅1β€˜βˆ…) = βˆ…
1716eleq1i 2822 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦 ↔ βˆ… ∈ 𝑦)
1817biimpri 227 . . . . . . . . . . 11 (βˆ… ∈ 𝑦 β†’ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦)
1918adantr 479 . . . . . . . . . 10 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦)
20 pweq 4615 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 = (𝑅1β€˜π‘€) β†’ 𝒫 𝑧 = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2120eleq1d 2816 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 = (𝑅1β€˜π‘€) β†’ (𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 ↔ 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
2221rspccv 3608 . . . . . . . . . . . . 13 (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦 β†’ ((𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦 β†’ 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
23 nnon 7863 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ 𝑀 ∈ On)
24 r1suc 9767 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ On β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2523, 24syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ (𝑅1β€˜suc 𝑀) = 𝒫 (𝑅1β€˜π‘€))
2625eleq1d 2816 . . . . . . . . . . . . . 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 489 . . . . . . . . . 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 7893 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ Ο‰ β†’ ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦))
32 eleq1 2819 . . . . . . . . . 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 3146 . . . . . . 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 3987 . . . 4 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1 β€œ Ο‰) βŠ† 𝑦)
39 vex 3476 . . . . 5 𝑦 ∈ V
4039ssex 5320 . . . 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 5306 . . . 4 βˆ… ∈ V
43 eleq1 2819 . . . . . 6 (π‘₯ = βˆ… β†’ (π‘₯ ∈ 𝑦 ↔ βˆ… ∈ 𝑦))
4443anbi1d 628 . . . . 5 (π‘₯ = βˆ… β†’ ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)))
4544exbidv 1922 . . . 4 (π‘₯ = βˆ… β†’ (βˆƒπ‘¦(π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ βˆƒπ‘¦(βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)))
46 axgroth6 10825 . . . . 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 483 . . . . . . . 8 ((𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
4847ralimi 3081 . . . . . . 7 (βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
4948anim2i 615 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 (𝒫 𝑧 βŠ† 𝑦 ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)) β†’ (π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦))
50493adant3 1130 . . . . 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 1837 . . . 4 βˆƒπ‘¦(π‘₯ ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
5242, 45, 51vtocl 3544 . . 3 βˆƒπ‘¦(βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦)
5341, 52exlimiiv 1932 . 2 (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V
54 f1dmex 7945 . 2 (((𝑅1 β†Ύ Ο‰):ω–1-1β†’(𝑅1 β€œ Ο‰) ∧ (𝑅1 β€œ Ο‰) ∈ V) β†’ Ο‰ ∈ V)
556, 53, 54mp2an 688 1 Ο‰ ∈ V
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   ∧ w3a 1085   = wceq 1539  βˆƒwex 1779   ∈ wcel 2104  βˆ€wral 3059  βˆƒwrex 3068  Vcvv 3472   βŠ† wss 3947  βˆ…c0 4321  π’« cpw 4601   class class class wbr 5147   β†Ύ cres 5677   β€œ cima 5678  Oncon0 6363  suc csuc 6365   Fn wfn 6537  β€“1-1β†’wf1 6539  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6541  β€˜cfv 6542  Ο‰com 7857   β‰Ί csdm 8940  π‘…1cr1 9759
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-groth 10820
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-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-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-r1 9761
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator