Theorem rankr1c 9854

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 9833	. . . 4 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ dom 𝑅1
3	1, 2	eqeltrdi 2872	. . 3 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
4	3	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 = (rank‘𝐴) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
5		elfvdm 6939	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
6		r1dmlim 9796	. . . . . 6 ⊢ Lim dom 𝑅1
7		limsuc 7881	. . . . . 6 ⊢ (Lim dom 𝑅1 → (𝐵 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
8	6, 7	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑅1 ↔ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
9	5, 8	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
10	9	adantl 487	. . 3 ⊢ ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1)
11	10	a1i 11	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) → 𝐵 ∈ dom 𝑅1))
12		eqss 3928	. . . 4 ⊢ (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
13		rankr1clem 9853	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ↔ 𝐵 ⊆ (rank‘𝐴)))
14		rankr1ag 9834	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ suc 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
15	8, 14	sylan2b 606	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
16		rankon 9827	. . . . . . 7 ⊢ (rank‘𝐴) ∈ On
17		limord 6439	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Lim dom 𝑅1 → Ord dom 𝑅1)
18	6, 17	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 ⊢ Ord dom 𝑅1
19		ordelon 6401	. . . . . . . . 9 ⊢ ((Ord dom 𝑅1 ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
20	18, 19	mpan 703	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → 𝐵 ∈ On)
21	20	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → 𝐵 ∈ On)
22		onsssuc 6470	. . . . . . 7 ⊢ (((rank‘𝐴) ∈ On ∧ 𝐵 ∈ On) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
23	16, 21, 22	sylancr 599	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((rank‘𝐴) ⊆ 𝐵 ↔ (rank‘𝐴) ∈ suc 𝐵))
24	15, 23	bitr4d 285	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵) ↔ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵))
25	13, 24	anbi12d 644	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → ((¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)) ↔ (𝐵 ⊆ (rank‘𝐴) ∧ (rank‘𝐴) ⊆ 𝐵)))
26	12, 25	bitr4id 293	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ 𝐵 ∈ dom 𝑅1) → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵))))
27	26	ex 418	. 2 ⊢ (𝐴 ∈ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝐵 ∈ dom 𝑅1 → (𝐵 = (rank‘𝐴) ↔ (¬ 𝐴 ∈ (𝑅1‘𝐵) ∧ 𝐴 ∈ (𝑅1‘suc 𝐵)))))
28	4, 11, 27	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 2147   ⊆ wss 3900  ∪ cuni 4870  dom cdm 5655   “ cima 5658  Ord word 6376  Oncon0 6377  Lim wlim 6378  suc csuc 6379  ‘cfv 6555  𝑅₁cr1 9790  rankcrnk 9791

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-ov 7443  df-om 7899  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-r1 9792  df-rank 9793

This theorem is used by:  rankidn  9855  rankpwi  9856  rankr1g  9868  r1tskina  10891