MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  r1val1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem r1val1 9778
Description: The value of the cumulative hierarchy of sets function expressed recursively. Theorem 7Q of [Enderton] p. 202. (Contributed by NM, 25-Nov-2003.) (Revised by Mario Carneiro, 17-Nov-2014.)
Assertion
Ref Expression
r1val1 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1𝐴) = 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem r1val1
StepHypRef Expression
1 simpr 486 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = ∅) → 𝐴 = ∅)
21fveq2d 6893 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = ∅) → (𝑅1𝐴) = (𝑅1‘∅))
3 r10 9760 . . . . 5 (𝑅1‘∅) = ∅
42, 3eqtrdi 2789 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = ∅) → (𝑅1𝐴) = ∅)
5 0ss 4396 . . . . 5 ∅ ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥)
65a1i 11 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = ∅) → ∅ ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
74, 6eqsstrd 4020 . . 3 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = ∅) → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
8 nfv 1918 . . . . 5 𝑥 𝐴 ∈ dom 𝑅1
9 nfcv 2904 . . . . . 6 𝑥(𝑅1𝐴)
10 nfiu1 5031 . . . . . 6 𝑥 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥)
119, 10nfss 3974 . . . . 5 𝑥(𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥)
12 simpr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → 𝐴 = suc 𝑥)
1312fveq2d 6893 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → (𝑅1𝐴) = (𝑅1‘suc 𝑥))
14 eleq1 2822 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 = suc 𝑥 → (𝐴 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1))
1514biimpac 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
16 r1funlim 9758 . . . . . . . . . . . . 13 (Fun 𝑅1 ∧ Lim dom 𝑅1)
1716simpri 487 . . . . . . . . . . . 12 Lim dom 𝑅1
18 limsuc 7835 . . . . . . . . . . . 12 (Lim dom 𝑅1 → (𝑥 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1))
1917, 18ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
2015, 19sylibr 233 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
21 r1sucg 9761 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1‘suc 𝑥) = 𝒫 (𝑅1𝑥))
2220, 21syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → (𝑅1‘suc 𝑥) = 𝒫 (𝑅1𝑥))
2313, 22eqtrd 2773 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → (𝑅1𝐴) = 𝒫 (𝑅1𝑥))
24 vex 3479 . . . . . . . . . . 11 𝑥 ∈ V
2524sucid 6444 . . . . . . . . . 10 𝑥 ∈ suc 𝑥
2625, 12eleqtrrid 2841 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → 𝑥𝐴)
27 ssiun2 5050 . . . . . . . . 9 (𝑥𝐴 → 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
2826, 27syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
2923, 28eqsstrd 4020 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 = suc 𝑥) → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
3029ex 414 . . . . . 6 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝐴 = suc 𝑥 → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥)))
3130a1d 25 . . . . 5 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑥 ∈ On → (𝐴 = suc 𝑥 → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))))
328, 11, 31rexlimd 3264 . . . 4 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (∃𝑥 ∈ On 𝐴 = suc 𝑥 → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥)))
3332imp 408 . . 3 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ ∃𝑥 ∈ On 𝐴 = suc 𝑥) → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
34 r1limg 9763 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ Lim 𝐴) → (𝑅1𝐴) = 𝑥𝐴 (𝑅1𝑥))
35 r1tr 9768 . . . . . . . . 9 Tr (𝑅1𝑥)
36 dftr4 5272 . . . . . . . . 9 (Tr (𝑅1𝑥) ↔ (𝑅1𝑥) ⊆ 𝒫 (𝑅1𝑥))
3735, 36mpbi 229 . . . . . . . 8 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝒫 (𝑅1𝑥)
3837a1i 11 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ Lim 𝐴) → (𝑅1𝑥) ⊆ 𝒫 (𝑅1𝑥))
3938ralrimivw 3151 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ Lim 𝐴) → ∀𝑥𝐴 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝒫 (𝑅1𝑥))
40 ss2iun 5015 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝒫 (𝑅1𝑥) → 𝑥𝐴 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
4139, 40syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ Lim 𝐴) → 𝑥𝐴 (𝑅1𝑥) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
4234, 41eqsstrd 4020 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ Lim 𝐴) → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
4342adantrl 715 . . 3 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1 ∧ (𝐴 ∈ V ∧ Lim 𝐴)) → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
44 limord 6422 . . . . . . 7 (Lim dom 𝑅1 → Ord dom 𝑅1)
4517, 44ax-mp 5 . . . . . 6 Ord dom 𝑅1
46 ordsson 7767 . . . . . 6 (Ord dom 𝑅1 → dom 𝑅1 ⊆ On)
4745, 46ax-mp 5 . . . . 5 dom 𝑅1 ⊆ On
4847sseli 3978 . . . 4 (𝐴 ∈ dom 𝑅1𝐴 ∈ On)
49 onzsl 7832 . . . 4 (𝐴 ∈ On ↔ (𝐴 = ∅ ∨ ∃𝑥 ∈ On 𝐴 = suc 𝑥 ∨ (𝐴 ∈ V ∧ Lim 𝐴)))
5048, 49sylib 217 . . 3 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝐴 = ∅ ∨ ∃𝑥 ∈ On 𝐴 = suc 𝑥 ∨ (𝐴 ∈ V ∧ Lim 𝐴)))
517, 33, 43, 50mpjao3dan 1432 . 2 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1𝐴) ⊆ 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
52 ordtr1 6405 . . . . . . . 8 (Ord dom 𝑅1 → ((𝑥𝐴𝐴 ∈ dom 𝑅1) → 𝑥 ∈ dom 𝑅1))
5345, 52ax-mp 5 . . . . . . 7 ((𝑥𝐴𝐴 ∈ dom 𝑅1) → 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
5453ancoms 460 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
5554, 21syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → (𝑅1‘suc 𝑥) = 𝒫 (𝑅1𝑥))
56 simpr 486 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
57 ordelord 6384 . . . . . . . . . 10 ((Ord dom 𝑅1𝐴 ∈ dom 𝑅1) → Ord 𝐴)
5845, 57mpan 689 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → Ord 𝐴)
5958adantr 482 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → Ord 𝐴)
60 ordelsuc 7805 . . . . . . . 8 ((𝑥𝐴 ∧ Ord 𝐴) → (𝑥𝐴 ↔ suc 𝑥𝐴))
6156, 59, 60syl2anc 585 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → (𝑥𝐴 ↔ suc 𝑥𝐴))
6256, 61mpbid 231 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → suc 𝑥𝐴)
6354, 19sylib 217 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1)
64 simpl 484 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → 𝐴 ∈ dom 𝑅1)
65 r1ord3g 9771 . . . . . . 7 ((suc 𝑥 ∈ dom 𝑅1𝐴 ∈ dom 𝑅1) → (suc 𝑥𝐴 → (𝑅1‘suc 𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴)))
6663, 64, 65syl2anc 585 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → (suc 𝑥𝐴 → (𝑅1‘suc 𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴)))
6762, 66mpd 15 . . . . 5 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → (𝑅1‘suc 𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴))
6855, 67eqsstrrd 4021 . . . 4 ((𝐴 ∈ dom 𝑅1𝑥𝐴) → 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴))
6968ralrimiva 3147 . . 3 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → ∀𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴))
70 iunss 5048 . . 3 ( 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴) ↔ ∀𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴))
7169, 70sylibr 233 . 2 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥) ⊆ (𝑅1𝐴))
7251, 71eqssd 3999 1 (𝐴 ∈ dom 𝑅1 → (𝑅1𝐴) = 𝑥𝐴 𝒫 (𝑅1𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397  w3o 1087   = wceq 1542  wcel 2107  wral 3062  wrex 3071  Vcvv 3475  wss 3948  c0 4322  𝒫 cpw 4602   ciun 4997  Tr wtr 5265  dom cdm 5676  Ord word 6361  Oncon0 6362  Lim wlim 6363  suc csuc 6364  Fun wfun 6535  cfv 6541  𝑅1cr1 9754
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-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7722
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-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6298  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6493  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-ov 7409  df-om 7853  df-2nd 7973  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8368  df-rdg 8407  df-r1 9756
This theorem is referenced by:  rankr1ai  9790  r1val3  9830
  Copyright terms: Public domain W3C validator