Theorem rankr1c 9818

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 22	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 = (rank‘𝐴))
2		rankdmr1 9798	. . . 4 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ dom 𝑅1
3	1, 2	eqeltrdi 2839	. . 3 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
5		elfvdm 6927	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
6		r1funlim 9763	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝑅1 ∧ Lim dom 𝑅1)
7	6	simpri 484	. . . . . 6 ⊢ Lim dom 𝑅1
8		limsuc 7840	. . . . . 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 233	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
11	10	adantl 480	. . 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 3996	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
14		rankr1clem 9817	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ↔ 𝐵 ⊆ (rank‘𝐴)))
15		rankr1ag 9799	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
16	9, 15	sylan2b 592	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
17		rankon 9792	. . . . . . 7 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ On
18		limord 6423	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Lim dom 𝑅1 → Ord dom 𝑅1)
19	7, 18	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ Ord dom 𝑅1
20		ordelon 6387	. . . . . . . . 9 ⊢ ((Ord dom 𝑅1 ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
21	19, 20	mpan 686	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → 𝐵 ∈ On)
22	21	adantl 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
23		onsssuc 6453	. . . . . . 7 ⊢ (((rank‘𝐴) ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
24	17, 22, 23	sylancr 585	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
25	16, 24	bitr4d 281	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
26	14, 25	anbi12d 629	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵)))
27	13, 26	bitr4id 289	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))
28	27	ex 411	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)))))
29	4, 12, 28	pm5.21ndd 378	1 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1539   ∈ wcel 2104   ⊆ wss 3947  ∪ cuni 4907  dom cdm 5675   “ cima 5678  Ord word 6362  Oncon0 6363  Lim wlim 6364  suc csuc 6365  Fun wfun 6536  ‘cfv 6542  𝑅₁cr1 9759  rankcrnk 9760

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-ov 7414  df-om 7858  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-r1 9761  df-rank 9762

This theorem is referenced by:  rankidn  9819  rankpwi  9820  rankr1g  9829  r1tskina  10779