MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  rankuni2b Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rankuni2b 9848
Description: The value of the rank function expressed recursively: the rank of a set is the smallest ordinal number containing the ranks of all members of the set. Proposition 9.17 of [TakeutiZaring] p. 79. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
rankuni2b (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) = βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
Distinct variable group:   π‘₯,𝐴

Proof of Theorem rankuni2b
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uniwf 9814 . . . 4 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) ↔ βˆͺ 𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On))
2 rankval3b 9821 . . . 4 (βˆͺ 𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) = ∩ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧})
31, 2sylbi 216 . . 3 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) = ∩ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧})
4 eleq2 2823 . . . . . 6 (𝑧 = βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) β†’ ((rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧 ↔ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)))
54ralbidv 3178 . . . . 5 (𝑧 = βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧 ↔ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)))
6 iuneq1 5014 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝐴 β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) = βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
76eleq1d 2819 . . . . . 6 (𝑦 = 𝐴 β†’ (βˆͺ π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On ↔ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On))
8 vex 3479 . . . . . . 7 𝑦 ∈ V
9 rankon 9790 . . . . . . . 8 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On
109rgenw 3066 . . . . . . 7 βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On
11 iunon 8339 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ V ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On)
128, 10, 11mp2an 691 . . . . . 6 βˆͺ π‘₯ ∈ 𝑦 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On
137, 12vtoclg 3557 . . . . 5 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) ∈ On)
14 eluni2 4913 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ βˆͺ 𝐴 ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ 𝐴 𝑦 ∈ π‘₯)
15 nfv 1918 . . . . . . . 8 β„²π‘₯ 𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On)
16 nfiu1 5032 . . . . . . . . 9 β„²π‘₯βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)
1716nfel2 2922 . . . . . . . 8 β„²π‘₯(rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)
18 r1elssi 9800 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ 𝐴 βŠ† βˆͺ (𝑅1 β€œ On))
1918sseld 3982 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ π‘₯ ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On)))
20 rankelb 9819 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (𝑦 ∈ π‘₯ β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ (rankβ€˜π‘₯)))
2119, 20syl6 35 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ (𝑦 ∈ π‘₯ β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ (rankβ€˜π‘₯))))
22 ssiun2 5051 . . . . . . . . . . 11 (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ (rankβ€˜π‘₯) βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
2322sseld 3982 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ ((rankβ€˜π‘¦) ∈ (rankβ€˜π‘₯) β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)))
2423a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ ((rankβ€˜π‘¦) ∈ (rankβ€˜π‘₯) β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))))
2521, 24syldd 72 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ (𝑦 ∈ π‘₯ β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))))
2615, 17, 25rexlimd 3264 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ 𝐴 𝑦 ∈ π‘₯ β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)))
2714, 26biimtrid 241 . . . . . 6 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (𝑦 ∈ βˆͺ 𝐴 β†’ (rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯)))
2827ralrimiv 3146 . . . . 5 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
295, 13, 28elrabd 3686 . . . 4 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) ∈ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧})
30 intss1 4968 . . . 4 (βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) ∈ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧} β†’ ∩ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧} βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
3129, 30syl 17 . . 3 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ ∩ {𝑧 ∈ On ∣ βˆ€π‘¦ ∈ βˆͺ 𝐴(rankβ€˜π‘¦) ∈ 𝑧} βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
323, 31eqsstrd 4021 . 2 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) βŠ† βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
331biimpi 215 . . . . 5 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆͺ 𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On))
34 elssuni 4942 . . . . 5 (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ π‘₯ βŠ† βˆͺ 𝐴)
35 rankssb 9843 . . . . 5 (βˆͺ 𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ βŠ† βˆͺ 𝐴 β†’ (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴)))
3633, 34, 35syl2im 40 . . . 4 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (π‘₯ ∈ 𝐴 β†’ (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴)))
3736ralrimiv 3146 . . 3 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴))
38 iunss 5049 . . 3 (βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴))
3937, 38sylibr 233 . 2 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯) βŠ† (rankβ€˜βˆͺ 𝐴))
4032, 39eqssd 4000 1 (𝐴 ∈ βˆͺ (𝑅1 β€œ On) β†’ (rankβ€˜βˆͺ 𝐴) = βˆͺ π‘₯ ∈ 𝐴 (rankβ€˜π‘₯))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  βˆ€wral 3062  βˆƒwrex 3071  {crab 3433  Vcvv 3475   βŠ† wss 3949  βˆͺ cuni 4909  βˆ© cint 4951  βˆͺ ciun 4998   β€œ cima 5680  Oncon0 6365  β€˜cfv 6544  π‘…1cr1 9757  rankcrnk 9758
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-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725
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 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-ov 7412  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-r1 9759  df-rank 9760
This theorem is referenced by:  rankuni2  9850  rankcf  10772
  Copyright terms: Public domain W3C validator