Theorem inf3lem3 9223

Description: Lemma for our Axiom of Infinity => standard Axiom of Infinity. See inf3 9228 for detailed description. In the proof, we invoke the Axiom of Regularity in the form of zfreg 9189. (Contributed by NM, 29-Oct-1996.)

Hypotheses

Ref	Expression
inf3lem.1	⊢ 𝐺 = (𝑦 ∈ V ↦ {𝑤 ∈ 𝑥 ∣ (𝑤 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦})
inf3lem.2	⊢ 𝐹 = (rec(𝐺, ∅) ↾ ω)
inf3lem.3	⊢ 𝐴 ∈ V
inf3lem.4	⊢ 𝐵 ∈ V

Assertion

Ref	Expression
inf3lem3	⊢ ((𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ⊆ ∪ 𝑥) → (𝐴 ∈ ω → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴)))

Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝑤

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥,𝑦,𝑤)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑤)   𝐹(𝑥,𝑦,𝑤)   𝐺(𝑥,𝑦,𝑤)

Proof of Theorem inf3lem3

Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		inf3lem.1	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (𝑦 ∈ V ↦ {𝑤 ∈ 𝑥 ∣ (𝑤 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦})
2		inf3lem.2	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (rec(𝐺, ∅) ↾ ω)
3		inf3lem.3	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ V
4		inf3lem.4	. . . 4 ⊢ 𝐵 ∈ V
5	1, 2, 3, 4	inf3lemd 9220	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐹‘𝐴) ⊆ 𝑥)
6	1, 2, 3, 4	inf3lem2 9222	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ⊆ ∪ 𝑥) → (𝐴 ∈ ω → (𝐹‘𝐴) ≠ 𝑥))
7	6	com12 32	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ⊆ ∪ 𝑥) → (𝐹‘𝐴) ≠ 𝑥))
8		pssdifn0 4266	. . 3 ⊢ (((𝐹‘𝐴) ⊆ 𝑥 ∧ (𝐹‘𝐴) ≠ 𝑥) → (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ≠ ∅)
9	5, 7, 8	syl6an 684	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ⊆ ∪ 𝑥) → (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ≠ ∅))
10		vex 3402	. . . . 5 ⊢ 𝑥 ∈ V
11	10	difexi 5206	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∈ V
12		zfreg 9189	. . . 4 ⊢ (((𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∈ V ∧ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ≠ ∅) → ∃𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))(𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅)
13	11, 12	mpan 690	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ≠ ∅ → ∃𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))(𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅)
14		eldifi 4027	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) → 𝑣 ∈ 𝑥)
15		inssdif0 4270	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑣 ∩ 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝐴) ↔ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅)
16	15	biimpri 231	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅ → (𝑣 ∩ 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝐴))
17	14, 16	anim12i 616	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → (𝑣 ∈ 𝑥 ∧ (𝑣 ∩ 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝐴)))
18		vex 3402	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑣 ∈ V
19		fvex 6708	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐹‘𝐴) ∈ V
20	1, 2, 18, 19	inf3lema 9217	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑣 ∈ (𝐺‘(𝐹‘𝐴)) ↔ (𝑣 ∈ 𝑥 ∧ (𝑣 ∩ 𝑥) ⊆ (𝐹‘𝐴)))
21	17, 20	sylibr 237	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → 𝑣 ∈ (𝐺‘(𝐹‘𝐴)))
22	1, 2, 3, 4	inf3lemc 9219	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝐹‘suc 𝐴) = (𝐺‘(𝐹‘𝐴)))
23	22	eleq2d 2816	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) ↔ 𝑣 ∈ (𝐺‘(𝐹‘𝐴))))
24	21, 23	syl5ibr 249	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → 𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴)))
25		eldifn 4028	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) → ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴))
26	25	adantr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴))
27	24, 26	jca2 517	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → (𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) ∧ ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴))))
28		eleq2 2819	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹‘𝐴) = (𝐹‘suc 𝐴) → (𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴) ↔ 𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴)))
29	28	biimprd 251	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹‘𝐴) = (𝐹‘suc 𝐴) → (𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) → 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴)))
30		iman 405	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) → 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴)) ↔ ¬ (𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) ∧ ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴)))
31	29, 30	sylib 221	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹‘𝐴) = (𝐹‘suc 𝐴) → ¬ (𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) ∧ ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴)))
32	31	necon2ai 2961	. . . . . 6 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝐹‘suc 𝐴) ∧ ¬ 𝑣 ∈ (𝐹‘𝐴)) → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴))
33	27, 32	syl6 35	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ∧ (𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅) → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴)))
34	33	expd 419	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) → ((𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅ → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴))))
35	34	rexlimdv 3192	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ω → (∃𝑣 ∈ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))(𝑣 ∩ (𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴))) = ∅ → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴)))
36	13, 35	syl5 34	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ω → ((𝑥 ∖ (𝐹‘𝐴)) ≠ ∅ → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴)))
37	9, 36	syldc 48	1 ⊢ ((𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ⊆ ∪ 𝑥) → (𝐴 ∈ ω → (𝐹‘𝐴) ≠ (𝐹‘suc 𝐴)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2112   ≠ wne 2932  ∃wrex 3052  {crab 3055  Vcvv 3398   ∖ cdif 3850   ∩ cin 3852   ⊆ wss 3853  ∅c0 4223  ∪ cuni 4805   ↦ cmpt 5120   ↾ cres 5538  suc csuc 6193  ‘cfv 6358  ωcom 7622  reccrdg 8123

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2018  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2160  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5177  ax-nul 5184  ax-pr 5307  ax-un 7501  ax-reg 9186

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3or 1090  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2073  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2809  df-nfc 2879  df-ne 2933  df-ral 3056  df-rex 3057  df-reu 3058  df-rab 3060  df-v 3400  df-sbc 3684  df-csb 3799  df-dif 3856  df-un 3858  df-in 3860  df-ss 3870  df-pss 3872  df-nul 4224  df-if 4426  df-pw 4501  df-sn 4528  df-pr 4530  df-tp 4532  df-op 4534  df-uni 4806  df-iun 4892  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5121  df-tr 5147  df-id 5440  df-eprel 5445  df-po 5453  df-so 5454  df-fr 5494  df-we 5496  df-xp 5542  df-rel 5543  df-cnv 5544  df-co 5545  df-dm 5546  df-rn 5547  df-res 5548  df-ima 5549  df-pred 6140  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6316  df-fun 6360  df-fn 6361  df-f 6362  df-f1 6363  df-fo 6364  df-f1o 6365  df-fv 6366  df-om 7623  df-wrecs 8025  df-recs 8086  df-rdg 8124

This theorem is referenced by:  inf3lem4  9224