Theorem relexpind 14775

Description: Principle of transitive induction, finite version. The first three hypotheses give various existences, the next four give necessary substitutions and the last two are the basis and the induction hypothesis. (Contributed by Drahflow, 12-Nov-2015.) (Revised by RP, 30-May-2020.) (Revised by AV, 13-Jul-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
relexpind.1	⊢ (𝜂 → Rel 𝑅)
relexpind.2	⊢ (𝜂 → 𝑆 ∈ 𝑉)
relexpind.3	⊢ (𝜂 → 𝑋 ∈ 𝑊)
relexpind.4	⊢ (𝑖 = 𝑆 → (𝜑 ↔ 𝜒))
relexpind.5	⊢ (𝑖 = 𝑥 → (𝜑 ↔ 𝜓))
relexpind.6	⊢ (𝑖 = 𝑗 → (𝜑 ↔ 𝜃))
relexpind.7	⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝜓 ↔ 𝜏))
relexpind.8	⊢ (𝜂 → 𝜒)
relexpind.9	⊢ (𝜂 → (𝑗𝑅𝑥 → (𝜃 → 𝜓)))

Assertion

Ref	Expression
relexpind	⊢ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))

Distinct variable groups:   𝑖,𝑗,𝑥,𝑅   𝑆,𝑖,𝑗,𝑥   𝑥,𝑋   𝑥,𝑛   𝜑,𝑗,𝑥   𝜓,𝑖,𝑗   𝜒,𝑖   𝜃,𝑖   𝜏,𝑥   𝜂,𝑖,𝑗,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖,𝑛)   𝜓(𝑥,𝑛)   𝜒(𝑥,𝑗,𝑛)   𝜃(𝑥,𝑗,𝑛)   𝜏(𝑖,𝑗,𝑛)   𝜂(𝑛)   𝑅(𝑛)   𝑆(𝑛)   𝑉(𝑥,𝑖,𝑗,𝑛)   𝑊(𝑥,𝑖,𝑗,𝑛)   𝑋(𝑖,𝑗,𝑛)

Proof of Theorem relexpind

Step	Hyp	Ref	Expression
1		relexpind.3	. 2 ⊢ (𝜂 → 𝑋 ∈ 𝑊)
2		relexpind.7	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝜓 ↔ 𝜏))
3		breq2 5078	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 ↔ 𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋))
4	3	imbi1d 342	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ((𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏) ↔ (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))
5	4	imbi2d 341	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ((𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏)) ↔ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏))))
6	5	imbi2d 341	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))))
7		imbi2 349	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜓 ↔ 𝜏) → ((𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓) ↔ (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏)))
8	7	imbi2d 341	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜓 ↔ 𝜏) → ((𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓)) ↔ (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏))))
9	8	imbi2d 341	. . . . . 6 ⊢ ((𝜓 ↔ 𝜏) → ((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏)))))
10	9	bibi1d 344	. . . . 5 ⊢ ((𝜓 ↔ 𝜏) → (((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))) ↔ ((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜏))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏))))))
11	6, 10	syl5ibr 245	. . . 4 ⊢ ((𝜓 ↔ 𝜏) → (𝑥 = 𝑋 → ((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏))))))
12	2, 11	mpcom 38	. . 3 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → ((𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓))) ↔ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))))
13		relexpind.1	. . . 4 ⊢ (𝜂 → Rel 𝑅)
14		relexpind.2	. . . 4 ⊢ (𝜂 → 𝑆 ∈ 𝑉)
15		relexpind.4	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 𝑆 → (𝜑 ↔ 𝜒))
16		relexpind.5	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 𝑥 → (𝜑 ↔ 𝜓))
17		relexpind.6	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (𝜑 ↔ 𝜃))
18		relexpind.8	. . . 4 ⊢ (𝜂 → 𝜒)
19		relexpind.9	. . . 4 ⊢ (𝜂 → (𝑗𝑅𝑥 → (𝜃 → 𝜓)))
20	13, 14, 15, 16, 17, 18, 19	relexpindlem 14774	. . 3 ⊢ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑥 → 𝜓)))
21	12, 20	vtoclg 3505	. 2 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑊 → (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏))))
22	1, 21	mpcom 38	1 ⊢ (𝜂 → (𝑛 ∈ ℕ0 → (𝑆(𝑅↑𝑟𝑛)𝑋 → 𝜏)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   class class class wbr 5074  Rel wrel 5594  (class class class)co 7275  ℕ₀cn0 12233  ↑_𝑟crelexp 14730

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-er 8498  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-seq 13722  df-relexp 14731

This theorem is referenced by:  rtrclind  14776