Theorem r1filim 35136

Description: A finite set appears in the cumulative hierarchy prior to a limit ordinal iff all of its elements appear in the cumulative hierarchy prior to that limit ordinal. (Contributed by BTernaryTau, 22-Jan-2026.)

Assertion

Ref	Expression
r1filim	⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ Lim 𝐵) → (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵

Proof of Theorem r1filim

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		r1elcl 35130	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ (𝑅1‘𝑦) ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ (𝑅1‘𝑦))
2	1	expcom 413	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝐴 ∈ (𝑅1‘𝑦) → 𝑥 ∈ (𝑅1‘𝑦)))
3	2	reximdv 3148	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝑦) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ (𝑅1‘𝑦)))
4		r1funlim 9666	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝑅1 ∧ Lim dom 𝑅1)
5	4	simpli 483	. . . . . 6 ⊢ Fun 𝑅1
6		eluniima 7190	. . . . . 6 ⊢ (Fun 𝑅1 → (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝑦)))
7	5, 6	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝑦))
8		eluniima 7190	. . . . . 6 ⊢ (Fun 𝑅1 → (𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ (𝑅1‘𝑦)))
9	5, 8	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 ∈ (𝑅1‘𝑦))
10	3, 7, 9	3imtr4g 296	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) → 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)))
11	10	com12 32	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)))
12	11	ralrimiv 3124	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵))
13		r1filimi 35135	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ∧ Lim 𝐵) → 𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵))
14	13	3com23 1126	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ Lim 𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)) → 𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵))
15	14	3expia 1121	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ Lim 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) → 𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)))
16	12, 15	impbid2 226	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ Lim 𝐵) → (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ ∪ (𝑅1 “ 𝐵)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∈ wcel 2113  ∀wral 3048  ∃wrex 3057  ∪ cuni 4858  dom cdm 5619   “ cima 5622  Lim wlim 6312  Fun wfun 6480  ‘cfv 6486  Fincfn 8875  𝑅₁cr1 9662

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-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2705  ax-rep 5219  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5305  ax-pr 5372  ax-un 7674

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-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2725  df-clel 2808  df-nfc 2882  df-ne 2930  df-ral 3049  df-rex 3058  df-reu 3348  df-rab 3397  df-v 3439  df-sbc 3738  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4283  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4576  df-pr 4578  df-op 4582  df-uni 4859  df-int 4898  df-iun 4943  df-br 5094  df-opab 5156  df-mpt 5175  df-tr 5201  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-ov 7355  df-om 7803  df-1st 7927  df-2nd 7928  df-frecs 8217  df-wrecs 8248  df-recs 8297  df-rdg 8335  df-1o 8391  df-en 8876  df-dom 8877  df-fin 8879  df-r1 9664  df-rank 9665

This theorem is referenced by: (None)