Theorem rankr1c 9810

Description: A relationship between the rank function and the cumulative hierarchy of sets function 𝑅₁. Proposition 9.15(2) of [TakeutiZaring] p. 79. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Mar-2013.) (Revised by Mario Carneiro, 17-Nov-2014.)

Assertion

Ref	Expression
rankr1c	⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))

Proof of Theorem rankr1c

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 23	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 = (rank‘𝐴))
2		rankdmr1 9790	. . . 4 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ dom 𝑅1
3	1, 2	eqeltrdi 2868	. . 3 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
5		elfvdm 6915	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
6		r1funlim 9755	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝑅1 ∧ Lim dom 𝑅1)
7	6	simpri 491	. . . . . 6 ⊢ Lim dom 𝑅1
8		limsuc 7851	. . . . . 6 ⊢ (Lim dom 𝑅1 → (𝐵 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
9	7, 8	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
10	5, 9	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
11	10	adantl 487	. . 3 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
12	11	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
13		eqss 3946	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
14		rankr1clem 9809	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ↔ 𝐵 ⊆ (rank‘𝐴)))
15		rankr1ag 9791	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
16	9, 15	sylan2b 606	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
17		rankon 9784	. . . . . . 7 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ On
18		limord 6421	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Lim dom 𝑅1 → Ord dom 𝑅1)
19	7, 18	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ Ord dom 𝑅1
20		ordelon 6383	. . . . . . . . 9 ⊢ ((Ord dom 𝑅1 ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
21	19, 20	mpan 703	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → 𝐵 ∈ On)
22	21	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
23		onsssuc 6452	. . . . . . 7 ⊢ (((rank‘𝐴) ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
24	17, 22, 23	sylancr 599	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
25	16, 24	bitr4d 285	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
26	14, 25	anbi12d 644	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵)))
27	13, 26	bitr4id 293	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))
28	27	ex 418	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)))))
29	4, 12, 28	pm5.21ndd 382	1 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ⊆ wss 3899  ∪ cuni 4867  dom cdm 5655   “ cima 5658  Ord word 6358  Oncon0 6359  Lim wlim 6360  suc csuc 6361  Fun wfun 6529  ‘cfv 6535  𝑅₁cr1 9751  rankcrnk 9752

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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7742

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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6301  df-ord 6362  df-on 6363  df-lim 6364  df-suc 6365  df-iota 6491  df-fun 6537  df-fn 6538  df-f 6539  df-f1 6540  df-fo 6541  df-f1o 6542  df-fv 6543  df-ov 7419  df-om 7869  df-2nd 7993  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8365  df-rdg 8404  df-r1 9753  df-rank 9754

This theorem is used by:  rankidn  9811  rankpwi  9812  rankr1g  9821  r1tskina  10816