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

Theorem grothomex 10821
Description: The Tarski-Grothendieck Axiom implies the Axiom of Infinity (in the form of omex 9635). 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 9767 . . . 4 𝑅1:On–1-1β†’V
2 omsson 7856 . . . 4 Ο‰ βŠ† On
3 f1ores 6845 . . . 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 6830 . . 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 9759 . . . . . . . 8 𝑅1 Fn On
8 fvelimab 6962 . . . . . . . 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 6889 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = βˆ… β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜βˆ…))
1110eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = βˆ… β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜βˆ…) ∈ 𝑦))
12 fveq2 6889 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ = 𝑀 β†’ (𝑅1β€˜π‘₯) = (𝑅1β€˜π‘€))
1312eleq1d 2819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ = 𝑀 β†’ ((𝑅1β€˜π‘₯) ∈ 𝑦 ↔ (𝑅1β€˜π‘€) ∈ 𝑦))
14 fveq2 6889 . . . . . . . . . . 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 9760 . . . . . . . . . . . . 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 4616 . . . . . . . . . . . . . . 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 7858 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑀 ∈ Ο‰ β†’ 𝑀 ∈ On)
24 r1suc 9762 . . . . . . . . . . . . . . . 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 7888 . . . . . . . . 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 3988 . . . 4 ((βˆ… ∈ 𝑦 ∧ βˆ€π‘§ ∈ 𝑦 𝒫 𝑧 ∈ 𝑦) β†’ (𝑅1 β€œ Ο‰) βŠ† 𝑦)
39 vex 3479 . . . . 5 𝑦 ∈ V
4039ssex 5321 . . . 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 5307 . . . 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 10820 . . . . 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 7940 . 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 3948  βˆ…c0 4322  π’« cpw 4602   class class class wbr 5148   β†Ύ cres 5678   β€œ cima 5679  Oncon0 6362  suc csuc 6364   Fn wfn 6536  β€“1-1β†’wf1 6538  β€“1-1-ontoβ†’wf1o 6540  β€˜cfv 6541  Ο‰com 7852   β‰Ί csdm 8935  π‘…1cr1 9754
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 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722  ax-groth 10815
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 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-ov 7409  df-om 7853  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-er 8700  df-en 8937  df-dom 8938  df-sdom 8939  df-r1 9756
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator