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

Theorem limuni3 7793
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 6334 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (Lim 𝑥 ↔ Lim 𝑧))
21rspcv 3580 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Lim 𝑧))
3 vex 3452 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
4 limelon 6386 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ V ∧ Lim 𝑧) → 𝑧 ∈ On)
53, 4mpan 689 . . . . . 6 (Lim 𝑧𝑧 ∈ On)
62, 5syl6com 37 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴𝑧 ∈ On))
76ssrdv 3955 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥𝐴 ⊆ On)
8 ssorduni 7718 . . . 4 (𝐴 ⊆ On → Ord 𝐴)
97, 8syl 17 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Ord 𝐴)
109adantl 483 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Ord 𝐴)
11 n0 4311 . . . 4 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝐴)
12 0ellim 6385 . . . . . . 7 (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝑧)
13 elunii 4875 . . . . . . . 8 ((∅ ∈ 𝑧𝑧𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)
1413expcom 415 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (∅ ∈ 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
1512, 14syl5 34 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
162, 15syld 47 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1716exlimiv 1934 . . . 4 (∃𝑧 𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1811, 17sylbi 216 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1918imp 408 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∅ ∈ 𝐴)
20 eluni2 4874 . . . . 5 (𝑦 𝐴 ↔ ∃𝑧𝐴 𝑦𝑧)
211rspccv 3581 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → Lim 𝑧))
22 limsuc 7790 . . . . . . . . . . 11 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 ↔ suc 𝑦𝑧))
2322anbi1d 631 . . . . . . . . . 10 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) ↔ (suc 𝑦𝑧𝑧𝐴)))
24 elunii 4875 . . . . . . . . . 10 ((suc 𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴)
2523, 24syl6bi 253 . . . . . . . . 9 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴))
2625expd 417 . . . . . . . 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 3151 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (∃𝑧𝐴 𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴))
3020, 29biimtrid 241 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑦 𝐴 → suc 𝑦 𝐴))
3130ralrimiv 3143 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
3231adantl 483 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
33 dflim4 7789 . 2 (Lim 𝐴 ↔ (Ord 𝐴 ∧ ∅ ∈ 𝐴 ∧ ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴))
3410, 19, 32, 33syl3anbrc 1344 1 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Lim 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 397  wex 1782  wcel 2107  wne 2944  wral 3065  wrex 3074  Vcvv 3448  wss 3915  c0 4287   cuni 4870  Ord word 6321  Oncon0 6322  Lim wlim 6323  suc csuc 6324
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-ext 2708  ax-sep 5261  ax-nul 5268  ax-pr 5389  ax-un 7677
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-sb 2069  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-ne 2945  df-ral 3066  df-rex 3075  df-rab 3411  df-v 3450  df-dif 3918  df-un 3920  df-in 3922  df-ss 3932  df-pss 3934  df-nul 4288  df-if 4492  df-pw 4567  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4871  df-br 5111  df-opab 5173  df-tr 5228  df-eprel 5542  df-po 5550  df-so 5551  df-fr 5593  df-we 5595  df-ord 6325  df-on 6326  df-lim 6327  df-suc 6328
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator