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

Theorem limuni3 7792
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 6322 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (Lim 𝑥 ↔ Lim 𝑧))
21rspcv 3556 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Lim 𝑧))
3 vex 3435 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
4 limelon 6375 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ V ∧ Lim 𝑧) → 𝑧 ∈ On)
53, 4mpan 696 . . . . . 6 (Lim 𝑧𝑧 ∈ On)
62, 5syl6com 37 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴𝑧 ∈ On))
76ssrdv 3921 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥𝐴 ⊆ On)
8 ssorduni 7722 . . . 4 (𝐴 ⊆ On → Ord 𝐴)
97, 8syl 17 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Ord 𝐴)
109adantl 482 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Ord 𝐴)
11 n0 4281 . . . 4 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝐴)
12 0ellim 6374 . . . . . . 7 (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝑧)
13 elunii 4843 . . . . . . . 8 ((∅ ∈ 𝑧𝑧𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)
1413expcom 414 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (∅ ∈ 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
1512, 14syl5 34 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
162, 15syld 47 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1716exlimiv 1937 . . . 4 (∃𝑧 𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1811, 17sylbi 218 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1918imp 407 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∅ ∈ 𝐴)
20 eluni2 4842 . . . . 5 (𝑦 𝐴 ↔ ∃𝑧𝐴 𝑦𝑧)
211rspccv 3557 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → Lim 𝑧))
22 limsuc 7789 . . . . . . . . . . 11 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 ↔ suc 𝑦𝑧))
2322anbi1d 637 . . . . . . . . . 10 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) ↔ (suc 𝑦𝑧𝑧𝐴)))
24 elunii 4843 . . . . . . . . . 10 ((suc 𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴)
2523, 24biimtrdi 254 . . . . . . . . 9 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴))
2625expd 416 . . . . . . . 8 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 → (𝑧𝐴 → suc 𝑦 𝐴)))
2726com3r 87 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴)))
2821, 27sylcom 30 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → (𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴)))
2928rexlimdv 3138 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (∃𝑧𝐴 𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴))
3020, 29biimtrid 243 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑦 𝐴 → suc 𝑦 𝐴))
3130ralrimiv 3130 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
3231adantl 482 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
33 dflim4 7788 . 2 (Lim 𝐴 ↔ (Ord 𝐴 ∧ ∅ ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴))
3410, 19, 32, 33syl3anbrc 1350 1 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Lim 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  wex 1786  wcel 2119  wne 2934  wral 3053  wrex 3063  Vcvv 3431  wss 3883  c0 4261   cuni 4838  Ord word 6309  Oncon0 6310  Lim wlim 6311  suc csuc 6312
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-ext 2711  ax-sep 5218  ax-nul 5228  ax-pr 5362  ax-un 7678
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-sb 2074  df-clab 2718  df-cleq 2731  df-clel 2814  df-ne 2935  df-ral 3054  df-rex 3064  df-rab 3392  df-v 3433  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3903  df-nul 4262  df-if 4455  df-pw 4531  df-sn 4556  df-pr 4558  df-op 4562  df-uni 4839  df-br 5073  df-opab 5135  df-tr 5180  df-eprel 5518  df-po 5526  df-so 5527  df-fr 5571  df-we 5573  df-ord 6313  df-on 6314  df-lim 6315  df-suc 6316
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator