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Theorem grur1cld 42991
Description: Grothendieck universes are closed under the cumulative hierarchy function. (Contributed by Rohan Ridenour, 8-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
grur1cld.1 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
grur1cld.2 (𝜑𝐴𝐺)
Assertion
Ref Expression
grur1cld (𝜑 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)

Proof of Theorem grur1cld
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grur1cld.2 . . . 4 (𝜑𝐴𝐺)
21adantr 482 . . 3 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐴𝐺)
3 eleq1 2822 . . . . 5 (𝑥 = ∅ → (𝑥𝐺 ↔ ∅ ∈ 𝐺))
4 fveq2 6892 . . . . . 6 (𝑥 = ∅ → (𝑅1𝑥) = (𝑅1‘∅))
54eleq1d 2819 . . . . 5 (𝑥 = ∅ → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺))
63, 5imbi12d 345 . . . 4 (𝑥 = ∅ → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (∅ ∈ 𝐺 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)))
7 eleq1 2822 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐺𝑦𝐺))
8 fveq2 6892 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1𝑦))
98eleq1d 2819 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
107, 9imbi12d 345 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)))
11 eleq1 2822 . . . . 5 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝑥𝐺 ↔ suc 𝑦𝐺))
12 fveq2 6892 . . . . . 6 (𝑥 = suc 𝑦 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1‘suc 𝑦))
1312eleq1d 2819 . . . . 5 (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺))
1411, 13imbi12d 345 . . . 4 (𝑥 = suc 𝑦 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (suc 𝑦𝐺 → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)))
15 eleq1 2822 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → (𝑥𝐺𝐴𝐺))
16 fveq2 6892 . . . . . 6 (𝑥 = 𝐴 → (𝑅1𝑥) = (𝑅1𝐴))
1716eleq1d 2819 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑅1𝑥) ∈ 𝐺 ↔ (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺))
1815, 17imbi12d 345 . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺) ↔ (𝐴𝐺 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)))
19 r10 9763 . . . . . . 7 (𝑅1‘∅) = ∅
20 grur1cld.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
2120, 1gru0eld 42988 . . . . . . 7 (𝜑 → ∅ ∈ 𝐺)
2219, 21eqeltrid 2838 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)
2322adantr 482 . . . . 5 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺)
2423a1d 25 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (∅ ∈ 𝐺 → (𝑅1‘∅) ∈ 𝐺))
25 simpl1 1192 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝜑𝐴 ∈ On))
26 simpl2 1193 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦 ∈ On)
2720adantr 482 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐺 ∈ Univ)
2825, 27syl 17 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
29 simpr 486 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → suc 𝑦𝐺)
30 sssucid 6445 . . . . . . . . 9 𝑦 ⊆ suc 𝑦
3130a1i 11 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦 ⊆ suc 𝑦)
32 gruss 10791 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ suc 𝑦𝐺𝑦 ⊆ suc 𝑦) → 𝑦𝐺)
3328, 29, 31, 32syl3anc 1372 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → 𝑦𝐺)
34 simpl3 1194 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
3533, 34mpd 15 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
36 r1suc 9765 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ On → (𝑅1‘suc 𝑦) = 𝒫 (𝑅1𝑦))
37363ad2ant2 1135 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) = 𝒫 (𝑅1𝑦))
38273ad2ant1 1134 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
39 simp3 1139 . . . . . . . 8 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
40 grupw 10790 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝒫 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
4138, 39, 40syl2anc 585 . . . . . . 7 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝒫 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
4237, 41eqeltrd 2834 . . . . . 6 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)
4325, 26, 35, 42syl3anc 1372 . . . . 5 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ suc 𝑦𝐺) → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺)
4443ex 414 . . . 4 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ 𝑦 ∈ On ∧ (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) → (suc 𝑦𝐺 → (𝑅1‘suc 𝑦) ∈ 𝐺))
45 simpr 486 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝑥𝐺)
46 simpl2 1193 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → Lim 𝑥)
47 r1lim 9767 . . . . . . 7 ((𝑥𝐺 ∧ Lim 𝑥) → (𝑅1𝑥) = 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦))
4845, 46, 47syl2anc 585 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝑅1𝑥) = 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦))
49 simpl1 1192 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝜑𝐴 ∈ On))
5049, 27syl 17 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
51 simpl3 1194 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
52 simpl1l 1225 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝜑)
53 simpl1 1192 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝜑)
5453, 20syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝐺 ∈ Univ)
55 simpl3 1194 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑥𝐺)
56 simpl2 1193 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → Lim 𝑥)
57 limord 6425 . . . . . . . . . . . . 13 (Lim 𝑥 → Ord 𝑥)
5856, 57syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → Ord 𝑥)
59 simpr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
60 ordelss 6381 . . . . . . . . . . . 12 ((Ord 𝑥𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
6158, 59, 60syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝑥)
62 gruss 10791 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑥𝐺𝑦𝑥) → 𝑦𝐺)
6354, 55, 61, 62syl3anc 1372 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) ∧ 𝑦𝑥) → 𝑦𝐺)
6463ralrimiva 3147 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ Lim 𝑥𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐺)
6552, 46, 45, 64syl3anc 1372 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐺)
66 ralim 3087 . . . . . . . 8 (∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → (∀𝑦𝑥 𝑦𝐺 → ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺))
6751, 65, 66sylc 65 . . . . . . 7 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
68 gruiun 10794 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑥𝐺 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺) → 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
6950, 45, 67, 68syl3anc 1372 . . . . . 6 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → 𝑦𝑥 (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)
7048, 69eqeltrd 2834 . . . . 5 ((((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) ∧ 𝑥𝐺) → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺)
7170ex 414 . . . 4 (((𝜑𝐴 ∈ On) ∧ Lim 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑦𝐺 → (𝑅1𝑦) ∈ 𝐺)) → (𝑥𝐺 → (𝑅1𝑥) ∈ 𝐺))
72 simpr 486 . . . 4 ((𝜑𝐴 ∈ On) → 𝐴 ∈ On)
736, 10, 14, 18, 24, 44, 71, 72tfindsd 42964 . . 3 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝐴𝐺 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺))
742, 73mpd 15 . 2 ((𝜑𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
75 r1fnon 9762 . . . . . . 7 𝑅1 Fn On
7675fndmi 6654 . . . . . 6 dom 𝑅1 = On
7776eleq2i 2826 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 ∈ On)
78 ndmfv 6927 . . . . 5 𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1𝐴) = ∅)
7977, 78sylnbir 331 . . . 4 𝐴 ∈ On → (𝑅1𝐴) = ∅)
8079adantl 483 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) = ∅)
8121adantr 482 . . 3 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → ∅ ∈ 𝐺)
8280, 81eqeltrd 2834 . 2 ((𝜑 ∧ ¬ 𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
8374, 82pm2.61dan 812 1 (𝜑 → (𝑅1𝐴) ∈ 𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 397  w3a 1088   = wceq 1542  wcel 2107  wral 3062  wss 3949  c0 4323  𝒫 cpw 4603   ciun 4998  dom cdm 5677  Ord word 6364  Oncon0 6365  Lim wlim 6366  suc csuc 6367  cfv 6544  𝑅1cr1 9757  Univcgru 10785
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
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-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-map 8822  df-r1 9759  df-gru 10786
This theorem is referenced by:  grurankrcld  42993
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