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Theorem r1tskina 10197
Description: There is a direct relationship between transitive Tarski classes and inaccessible cardinals: the Tarski classes that occur in the cumulative hierarchy are exactly at the strongly inaccessible cardinals. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
r1tskina (𝐴 ∈ On → ((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ↔ (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 ∈ Inacc)))

Proof of Theorem r1tskina
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-ne 2991 . . . . 5 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝐴 = ∅)
2 simplr 768 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑅1𝐴) ∈ Tarski)
3 simpll 766 . . . . . . . . . 10 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ∈ On)
4 onwf 9247 . . . . . . . . . . . . . . . 16 On ⊆ (𝑅1 “ On)
54sseli 3914 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ On → 𝐴 (𝑅1 “ On))
6 eqid 2801 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (rank‘𝐴) = (rank‘𝐴)
7 rankr1c 9238 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴 (𝑅1 “ On) → ((rank‘𝐴) = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘(rank‘𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc (rank‘𝐴)))))
86, 7mpbii 236 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 (𝑅1 “ On) → (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘(rank‘𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc (rank‘𝐴))))
95, 8syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ On → (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘(rank‘𝐴)) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc (rank‘𝐴))))
109simpld 498 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ On → ¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘(rank‘𝐴)))
11 r1fnon 9184 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑅1 Fn On
1211fndmi 6430 . . . . . . . . . . . . . . . 16 dom 𝑅1 = On
1312eleq2i 2884 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 ∈ On)
14 rankonid 9246 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 ↔ (rank‘𝐴) = 𝐴)
1513, 14bitr3i 280 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ On ↔ (rank‘𝐴) = 𝐴)
16 fveq2 6649 . . . . . . . . . . . . . 14 ((rank‘𝐴) = 𝐴 → (𝑅1‘(rank‘𝐴)) = (𝑅1𝐴))
1715, 16sylbi 220 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ On → (𝑅1‘(rank‘𝐴)) = (𝑅1𝐴))
1810, 17neleqtrd 2914 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ On → ¬ 𝐴 ∈ (𝑅1𝐴))
1918adantl 485 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ∈ On) → ¬ 𝐴 ∈ (𝑅1𝐴))
20 onssr1 9248 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 ⊆ (𝑅1𝐴))
2113, 20sylbir 238 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ On → 𝐴 ⊆ (𝑅1𝐴))
22 tsken 10169 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ⊆ (𝑅1𝐴)) → (𝐴 ≈ (𝑅1𝐴) ∨ 𝐴 ∈ (𝑅1𝐴)))
2321, 22sylan2 595 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ∈ On) → (𝐴 ≈ (𝑅1𝐴) ∨ 𝐴 ∈ (𝑅1𝐴)))
2423ord 861 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ∈ On) → (¬ 𝐴 ≈ (𝑅1𝐴) → 𝐴 ∈ (𝑅1𝐴)))
2519, 24mt3d 150 . . . . . . . . . 10 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ∈ On) → 𝐴 ≈ (𝑅1𝐴))
262, 3, 25syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ≈ (𝑅1𝐴))
27 carden2b 9384 . . . . . . . . 9 (𝐴 ≈ (𝑅1𝐴) → (card‘𝐴) = (card‘(𝑅1𝐴)))
2826, 27syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (card‘𝐴) = (card‘(𝑅1𝐴)))
29 simpl 486 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → 𝐴 ∈ On)
30 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑅1𝐴) ∈ Tarski)
3121adantr 484 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → 𝐴 ⊆ (𝑅1𝐴))
3231sselda 3918 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ (𝑅1𝐴))
33 tsksdom 10171 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝑥 ∈ (𝑅1𝐴)) → 𝑥 ≺ (𝑅1𝐴))
3430, 32, 33syl2anc 587 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 ≺ (𝑅1𝐴))
35 simpll 766 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐴 ∈ On)
3625ensymd 8547 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ 𝐴 ∈ On) → (𝑅1𝐴) ≈ 𝐴)
3730, 35, 36syl2anc 587 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑅1𝐴) ≈ 𝐴)
38 sdomentr 8639 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ≺ (𝑅1𝐴) ∧ (𝑅1𝐴) ≈ 𝐴) → 𝑥𝐴)
3934, 37, 38syl2anc 587 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
4039ralrimiva 3152 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → ∀𝑥𝐴 𝑥𝐴)
41 iscard 9392 . . . . . . . . . 10 ((card‘𝐴) = 𝐴 ↔ (𝐴 ∈ On ∧ ∀𝑥𝐴 𝑥𝐴))
4229, 40, 41sylanbrc 586 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → (card‘𝐴) = 𝐴)
4342adantr 484 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (card‘𝐴) = 𝐴)
4428, 43eqtr3d 2838 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (card‘(𝑅1𝐴)) = 𝐴)
45 r10 9185 . . . . . . . . . . 11 (𝑅1‘∅) = ∅
46 on0eln0 6218 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴 ∈ On → (∅ ∈ 𝐴𝐴 ≠ ∅))
4746biimpar 481 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∅ ∈ 𝐴)
48 r1sdom 9191 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐴 ∈ On ∧ ∅ ∈ 𝐴) → (𝑅1‘∅) ≺ (𝑅1𝐴))
4947, 48syldan 594 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑅1‘∅) ≺ (𝑅1𝐴))
5045, 49eqbrtrrid 5069 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∅ ≺ (𝑅1𝐴))
51 fvex 6662 . . . . . . . . . . 11 (𝑅1𝐴) ∈ V
52510sdom 8636 . . . . . . . . . 10 (∅ ≺ (𝑅1𝐴) ↔ (𝑅1𝐴) ≠ ∅)
5350, 52sylib 221 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ On ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑅1𝐴) ≠ ∅)
5453adantlr 714 . . . . . . . 8 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑅1𝐴) ≠ ∅)
55 tskcard 10196 . . . . . . . 8 (((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ∧ (𝑅1𝐴) ≠ ∅) → (card‘(𝑅1𝐴)) ∈ Inacc)
562, 54, 55syl2anc 587 . . . . . . 7 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (card‘(𝑅1𝐴)) ∈ Inacc)
5744, 56eqeltrrd 2894 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ∈ Inacc)
5857ex 416 . . . . 5 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → (𝐴 ≠ ∅ → 𝐴 ∈ Inacc))
591, 58syl5bir 246 . . . 4 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → (¬ 𝐴 = ∅ → 𝐴 ∈ Inacc))
6059orrd 860 . . 3 ((𝐴 ∈ On ∧ (𝑅1𝐴) ∈ Tarski) → (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 ∈ Inacc))
6160ex 416 . 2 (𝐴 ∈ On → ((𝑅1𝐴) ∈ Tarski → (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 ∈ Inacc)))
62 fveq2 6649 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → (𝑅1𝐴) = (𝑅1‘∅))
6362, 45eqtrdi 2852 . . . 4 (𝐴 = ∅ → (𝑅1𝐴) = ∅)
64 0tsk 10170 . . . 4 ∅ ∈ Tarski
6563, 64eqeltrdi 2901 . . 3 (𝐴 = ∅ → (𝑅1𝐴) ∈ Tarski)
66 inatsk 10193 . . 3 (𝐴 ∈ Inacc → (𝑅1𝐴) ∈ Tarski)
6765, 66jaoi 854 . 2 ((𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 ∈ Inacc) → (𝑅1𝐴) ∈ Tarski)
6861, 67impbid1 228 1 (𝐴 ∈ On → ((𝑅1𝐴) ∈ Tarski ↔ (𝐴 = ∅ ∨ 𝐴 ∈ Inacc)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399  wo 844   = wceq 1538  wcel 2112  wne 2990  wral 3109  wss 3884  c0 4246   cuni 4803   class class class wbr 5033  dom cdm 5523  cima 5526  Oncon0 6163  suc csuc 6165  cfv 6328  cen 8493  csdm 8495  𝑅1cr1 9179  rankcrnk 9180  cardccrd 9352  Inacccina 10098  Tarskictsk 10163
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-rep 5157  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pow 5234  ax-pr 5298  ax-un 7445  ax-inf2 9092  ax-ac2 9878
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ne 2991  df-ral 3114  df-rex 3115  df-reu 3116  df-rmo 3117  df-rab 3118  df-v 3446  df-sbc 3724  df-csb 3832  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-pss 3903  df-nul 4247  df-if 4429  df-pw 4502  df-sn 4529  df-pr 4531  df-tp 4533  df-op 4535  df-uni 4804  df-int 4842  df-iun 4886  df-iin 4887  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-tr 5140  df-id 5428  df-eprel 5433  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5482  df-se 5483  df-we 5484  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-pred 6120  df-ord 6166  df-on 6167  df-lim 6168  df-suc 6169  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337  df-riota 7097  df-ov 7142  df-oprab 7143  df-mpo 7144  df-om 7565  df-1st 7675  df-2nd 7676  df-wrecs 7934  df-smo 7970  df-recs 7995  df-rdg 8033  df-1o 8089  df-2o 8090  df-oadd 8093  df-er 8276  df-map 8395  df-ixp 8449  df-en 8497  df-dom 8498  df-sdom 8499  df-fin 8500  df-oi 8962  df-har 9009  df-r1 9181  df-rank 9182  df-card 9356  df-aleph 9357  df-cf 9358  df-acn 9359  df-ac 9531  df-wina 10099  df-ina 10100  df-tsk 10164
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