MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  limuni3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem limuni3 7848
Description: The union of a nonempty class of limit ordinals is a limit ordinal. (Contributed by NM, 1-Feb-2005.)
Assertion
Ref Expression
limuni3 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Lim 𝐴)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem limuni3
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 limeq 6369 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (Lim 𝑥 ↔ Lim 𝑧))
21rspcv 3572 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Lim 𝑧))
3 vex 3454 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
4 limelon 6423 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ V ∧ Lim 𝑧) → 𝑧 ∈ On)
53, 4mpan 703 . . . . . 6 (Lim 𝑧𝑧 ∈ On)
62, 5syl6com 38 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴𝑧 ∈ On))
76ssrdv 3937 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥𝐴 ⊆ On)
8 ssorduni 7778 . . . 4 (𝐴 ⊆ On → Ord 𝐴)
97, 8syl 18 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Ord 𝐴)
109adantl 487 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Ord 𝐴)
11 n0 4300 . . . 4 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝐴)
12 0ellim 6422 . . . . . . 7 (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝑧)
13 elunii 4872 . . . . . . . 8 ((∅ ∈ 𝑧𝑧𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)
1413expcom 419 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (∅ ∈ 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
1512, 14syl5 35 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
162, 15syld 48 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1716exlimiv 1963 . . . 4 (∃𝑧 𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1811, 17sylbi 220 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1918imp 412 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∅ ∈ 𝐴)
20 eluni2 4871 . . . . 5 (𝑦 𝐴 ↔ ∃𝑧𝐴 𝑦𝑧)
211rspccv 3573 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → Lim 𝑧))
22 limsuc 7845 . . . . . . . . . . 11 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 ↔ suc 𝑦𝑧))
2322anbi1d 643 . . . . . . . . . 10 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) ↔ (suc 𝑦𝑧𝑧𝐴)))
24 elunii 4872 . . . . . . . . . 10 ((suc 𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴)
2523, 24biimtrdi 256 . . . . . . . . 9 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴))
2625expd 421 . . . . . . . 8 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 → (𝑧𝐴 → suc 𝑦 𝐴)))
2726com3r 88 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴)))
2821, 27sylcom 31 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → (𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴)))
2928rexlimdv 3161 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (∃𝑧𝐴 𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴))
3020, 29biimtrid 245 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑦 𝐴 → suc 𝑦 𝐴))
3130ralrimiv 3153 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
3231adantl 487 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
33 dflim4 7844 . 2 (Lim 𝐴 ↔ (Ord 𝐴 ∧ ∅ ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴))
3410, 19, 32, 33syl3anbrc 1362 1 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Lim 𝐴)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401  wex 1812  wcel 2145  wne 2955  wral 3076  wrex 3086  Vcvv 3450  wss 3899  c0 4279   cuni 4867  Ord word 6356  Oncon0 6357  Lim wlim 6358  suc csuc 6359
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pr 5398  ax-un 7736
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-sb 2100  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3413  df-v 3452  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-tr 5213  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator