Users' Mathboxes Mathbox for BTernaryTau < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  r1omhfb Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem r1omhfb 35533
Description: The class of all hereditarily finite sets is the only class with the property that all sets are members of it iff they are finite and all of their elements are members of it. (Contributed by BTernaryTau, 24-Jan-2026.)
Assertion
Ref Expression
r1omhfb (𝐻 = (𝑅1 “ ω) ↔ ∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
Distinct variable group:   𝑥,𝐻,𝑦

Proof of Theorem r1omhfb
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 r1omhf 35525 . . . 4 (𝑥 (𝑅1 “ ω) ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦 (𝑅1 “ ω)))
2 eleq2w2 2762 . . . . 5 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → (𝑥𝐻𝑥 (𝑅1 “ ω)))
3 eleq2w2 2762 . . . . . . 7 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → (𝑦𝐻𝑦 (𝑅1 “ ω)))
43ralbidv 3191 . . . . . 6 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → (∀𝑦𝑥 𝑦𝐻 ↔ ∀𝑦𝑥 𝑦 (𝑅1 “ ω)))
54anbi2d 642 . . . . 5 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → ((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦 (𝑅1 “ ω))))
62, 5bibi12d 348 . . . 4 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → ((𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) ↔ (𝑥 (𝑅1 “ ω) ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦 (𝑅1 “ ω)))))
71, 6mpbiri 261 . . 3 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → (𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
87alrimiv 1960 . 2 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) → ∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
9 biimp 218 . . . . 5 ((𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → (𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
109alimi 1844 . . . 4 (∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
11 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)
1211imim2i 17 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → (𝑥𝐻 → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻))
1312alimi 1844 . . . . . . 7 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ∀𝑥(𝑥𝐻 → ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻))
1413ralrid 3090 . . . . . 6 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ∀𝑥𝐻𝑦𝑥 𝑦𝐻)
15 dftr5 5227 . . . . . 6 (Tr 𝐻 ↔ ∀𝑥𝐻𝑦𝑥 𝑦𝐻)
1614, 15sylibr 237 . . . . 5 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → Tr 𝐻)
17 simpl 488 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥 ∈ Fin)
1817imim2i 17 . . . . . . 7 ((𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → (𝑥𝐻𝑥 ∈ Fin))
1918alimi 1844 . . . . . 6 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ∀𝑥(𝑥𝐻𝑥 ∈ Fin))
20 df-ss 3925 . . . . . 6 (𝐻 ⊆ Fin ↔ ∀𝑥(𝑥𝐻𝑥 ∈ Fin))
2119, 20sylibr 237 . . . . 5 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → 𝐻 ⊆ Fin)
22 trssfir1om 35532 . . . . 5 ((Tr 𝐻𝐻 ⊆ Fin) → 𝐻 (𝑅1 “ ω))
2316, 21, 22syl2anc 596 . . . 4 (∀𝑥(𝑥𝐻 → (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → 𝐻 (𝑅1 “ ω))
2410, 23syl 18 . . 3 (∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → 𝐻 (𝑅1 “ ω))
25 biimpr 223 . . . . 5 ((𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻))
2625alimi 1844 . . . 4 (∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → ∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻))
27 eleq1w 2849 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧 (𝑅1 “ ω) ↔ 𝑤 (𝑅1 “ ω)))
28 eleq1w 2849 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (𝑧𝐻𝑤𝐻))
2927, 28imbi12d 347 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑤 → ((𝑧 (𝑅1 “ ω) → 𝑧𝐻) ↔ (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻)))
3029imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑧 = 𝑤 → ((∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑧 (𝑅1 “ ω) → 𝑧𝐻)) ↔ (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻))))
31 ra4v 3841 . . . . . . 7 (∀𝑤𝑧 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻)) → (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → ∀𝑤𝑧 (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻)))
32 r1omhf 35525 . . . . . . . . 9 (𝑧 (𝑅1 “ ω) ↔ (𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤 (𝑅1 “ ω)))
33 ralim 3108 . . . . . . . . . 10 (∀𝑤𝑧 (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻) → (∀𝑤𝑧 𝑤 (𝑅1 “ ω) → ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻))
3433anim2d 624 . . . . . . . . 9 (∀𝑤𝑧 (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻) → ((𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤 (𝑅1 “ ω)) → (𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻)))
3532, 34biimtrid 245 . . . . . . . 8 (∀𝑤𝑧 (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻) → (𝑧 (𝑅1 “ ω) → (𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻)))
36 eleq1w 2849 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 ∈ Fin ↔ 𝑧 ∈ Fin))
37 eleq1w 2849 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑤 → (𝑦𝐻𝑤𝐻))
3837adantl 487 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → (𝑦𝐻𝑤𝐻))
39 simpl 488 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = 𝑧𝑦 = 𝑤) → 𝑥 = 𝑧)
4038, 39cbvraldva2 3343 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (∀𝑦𝑥 𝑦𝐻 ↔ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻))
4136, 40anbi12d 644 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) ↔ (𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻)))
42 eleq1w 2849 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥𝐻𝑧𝐻))
4341, 42imbi12d 347 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → (((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) ↔ ((𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻) → 𝑧𝐻)))
4443spvv 2021 . . . . . . . 8 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → ((𝑧 ∈ Fin ∧ ∀𝑤𝑧 𝑤𝐻) → 𝑧𝐻))
4535, 44syl9r 79 . . . . . . 7 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (∀𝑤𝑧 (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻) → (𝑧 (𝑅1 “ ω) → 𝑧𝐻)))
4631, 45sylcom 31 . . . . . 6 (∀𝑤𝑧 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑤 (𝑅1 “ ω) → 𝑤𝐻)) → (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑧 (𝑅1 “ ω) → 𝑧𝐻)))
4730, 46setinds2 9730 . . . . 5 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑧 (𝑅1 “ ω) → 𝑧𝐻))
4847ssrdv 3946 . . . 4 (∀𝑥((𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻) → 𝑥𝐻) → (𝑅1 “ ω) ⊆ 𝐻)
4926, 48syl 18 . . 3 (∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → (𝑅1 “ ω) ⊆ 𝐻)
5024, 49eqssd 3957 . 2 (∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)) → 𝐻 = (𝑅1 “ ω))
518, 50impbii 212 1 (𝐻 = (𝑅1 “ ω) ↔ ∀𝑥(𝑥𝐻 ↔ (𝑥 ∈ Fin ∧ ∀𝑦𝑥 𝑦𝐻)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401  wal 1568   = wceq 1570  wcel 2146  wral 3082  wss 3908   cuni 4877  Tr wtr 5223  cima 5669  ωcom 7871  Fincfn 8952  𝑅1cr1 9744
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-reg 9564  ax-inf2 9620
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-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-ral 3083  df-rex 3093  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-ov 7426  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-en 8953  df-dom 8954  df-fin 8956  df-r1 9746  df-rank 9747
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator