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

Theorem limuni3 7794
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 6329 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (Lim 𝑥 ↔ Lim 𝑧))
21rspcv 3572 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Lim 𝑧))
3 vex 3444 . . . . . . 7 𝑧 ∈ V
4 limelon 6382 . . . . . . 7 ((𝑧 ∈ V ∧ Lim 𝑧) → 𝑧 ∈ On)
53, 4mpan 690 . . . . . 6 (Lim 𝑧𝑧 ∈ On)
62, 5syl6com 37 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴𝑧 ∈ On))
76ssrdv 3939 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥𝐴 ⊆ On)
8 ssorduni 7724 . . . 4 (𝐴 ⊆ On → Ord 𝐴)
97, 8syl 17 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → Ord 𝐴)
109adantl 481 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → Ord 𝐴)
11 n0 4305 . . . 4 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝐴)
12 0ellim 6381 . . . . . . 7 (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝑧)
13 elunii 4868 . . . . . . . 8 ((∅ ∈ 𝑧𝑧𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)
1413expcom 413 . . . . . . 7 (𝑧𝐴 → (∅ ∈ 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
1512, 14syl5 34 . . . . . 6 (𝑧𝐴 → (Lim 𝑧 → ∅ ∈ 𝐴))
162, 15syld 47 . . . . 5 (𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1716exlimiv 1931 . . . 4 (∃𝑧 𝑧𝐴 → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1811, 17sylbi 217 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∅ ∈ 𝐴))
1918imp 406 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∅ ∈ 𝐴)
20 eluni2 4867 . . . . 5 (𝑦 𝐴 ↔ ∃𝑧𝐴 𝑦𝑧)
211rspccv 3573 . . . . . . 7 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑧𝐴 → Lim 𝑧))
22 limsuc 7791 . . . . . . . . . . 11 (Lim 𝑧 → (𝑦𝑧 ↔ suc 𝑦𝑧))
2322anbi1d 631 . . . . . . . . . 10 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) ↔ (suc 𝑦𝑧𝑧𝐴)))
24 elunii 4868 . . . . . . . . . 10 ((suc 𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴)
2523, 24biimtrdi 253 . . . . . . . . 9 (Lim 𝑧 → ((𝑦𝑧𝑧𝐴) → suc 𝑦 𝐴))
2625expd 415 . . . . . . . 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 3135 . . . . 5 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (∃𝑧𝐴 𝑦𝑧 → suc 𝑦 𝐴))
3020, 29biimtrid 242 . . . 4 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → (𝑦 𝐴 → suc 𝑦 𝐴))
3130ralrimiv 3127 . . 3 (∀𝑥𝐴 Lim 𝑥 → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
3231adantl 481 . 2 ((𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥𝐴 Lim 𝑥) → ∀𝑦 𝐴 suc 𝑦 𝐴)
33 dflim4 7790 . 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 395  wex 1780  wcel 2113  wne 2932  wral 3051  wrex 3060  Vcvv 3440  wss 3901  c0 4285   cuni 4863  Ord word 6316  Oncon0 6317  Lim wlim 6318  suc csuc 6319
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pr 5377  ax-un 7680
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-sb 2068  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rab 3400  df-v 3442  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-br 5099  df-opab 5161  df-tr 5206  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator