HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem cfsuc 6063
Description: Value of the cofinality function at a successor ordinal. Exercise 3 of [TakeutiZaring] p. 102.
Assertion
Ref Expression
cfsuc |- (A e. On -> (cf` suc A) = 1o)

Proof of Theorem cfsuc
StepHypRef Expression
1 sucelon 3898 . . 3 |- (A e. On <-> suc A e. On)
2 cfval 6054 . . 3 |- (suc A e. On -> (cf` suc A) = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
31, 2sylbi 216 . 2 |- (A e. On -> (cf` suc A) = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
4 cardon 5976 . . . . . . . 8 |- (card` y) e. On
5 eleq1 1957 . . . . . . . 8 |- (x = (card`
y) -> (x e. On <-> (card` y) e. On))
64, 5mpbiri 211 . . . . . . 7 |- (x = (card`
y) -> x e. On)
76adantr 425 . . . . . 6 |- ((x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) -> x e. On)
8719.23aiv 1674 . . . . 5 |- (E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) -> x e. On)
98abssi 2682 . . . 4 |- {x | E.y(x = (card`
y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} C_ On
10 oneqmini 3714 . . . 4 |- ({x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} C_ On -> ((1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} /\ A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}) -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}))
119, 10ax-mp 7 . . 3 |- ((1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} /\ A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}) -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
12 cardsn 5984 . . . . . 6 |- (A e. On -> (card` {A}) = 1o)
1312eqcomd 1889 . . . . 5 |- (A e. On -> 1o = (card` {A}))
14 onelss 3705 . . . . . . . . . . 11 |- (A e. On -> (z e. A -> z C_ A))
15 eqimss 2665 . . . . . . . . . . . 12 |- (z = A -> z C_ A)
1615a1i 8 . . . . . . . . . . 11 |- (A e. On -> (z = A -> z C_ A))
1714, 16jaod 469 . . . . . . . . . 10 |- (A e. On -> ((z e. A \/ z = A) -> z C_ A))
18 elsuci 3731 . . . . . . . . . 10 |- (z e. suc A -> (z e. A \/ z = A))
1917, 18syl5 20 . . . . . . . . 9 |- (A e. On -> (z e. suc A -> z C_ A))
20 snidg 3067 . . . . . . . . 9 |- (A e. On -> A e. {A})
2119, 20jctild 662 . . . . . . . 8 |- (A e. On -> (z e. suc A -> (A e. {A} /\ z C_ A)))
22 sseq2 2639 . . . . . . . . 9 |- (w = A -> (z C_ w <-> z C_ A))
2322rcla4ev 2381 . . . . . . . 8 |- ((A e. {A} /\ z C_ A) -> E.w e. {A}z C_ w)
2421, 23syl6 25 . . . . . . 7 |- (A e. On -> (z e. suc A -> E.w e. {A}z C_ w))
2524r19.21aiv 2175 . . . . . 6 |- (A e. On -> A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w)
26 ssun2 2768 . . . . . . 7 |- {A} C_ (A u. {A})
27 df-suc 3663 . . . . . . 7 |- suc A = (A u. {A})
2826, 27sseqtr4i 2650 . . . . . 6 |- {A} C_ suc A
2925, 28jctil 316 . . . . 5 |- (A e. On -> ({A} C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w))
30 snex 3492 . . . . . 6 |- {A} e. _V
31 fveq2 4681 . . . . . . . 8 |- (y = {A} -> (card` y) = (card` {A}))
3231eqeq2d 1895 . . . . . . 7 |- (y = {A} -> (1o = (card` y) <-> 1o = (card` {A})))
33 sseq1 2637 . . . . . . . 8 |- (y = {A} -> (y C_ suc A <-> {A} C_ suc A))
34 rexeq 2267 . . . . . . . . 9 |- (y = {A} -> (E.w e. y z C_ w <-> E.w e. {A}z C_ w))
3534ralbidv 2123 . . . . . . . 8 |- (y = {A} -> (A.z e. suc AE.w e. y z C_ w <-> A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w))
3633, 35anbi12d 690 . . . . . . 7 |- (y = {A} -> ((y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w) <-> ({A} C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w)))
3732, 36anbi12d 690 . . . . . 6 |- (y = {A} -> ((1o = (card`
y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> (1o = (card` {A}) /\ ({A} C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w))))
3830, 37cla4ev 2371 . . . . 5 |- ((1o = (card` {A}) /\ ({A} C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. {A}z C_ w)) -> E.y(1o = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)))
3913, 29, 38syl11anc 524 . . . 4 |- (A e. On -> E.y(1o = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)))
40 1on 5182 . . . . . 6 |- 1o e. On
4140elisseti 2301 . . . . 5 |- 1o e. _V
42 eqeq1 1890 . . . . . . 7 |- (x = 1o -> (x = (card` y) <-> 1o = (card`
y)))
4342anbi1d 679 . . . . . 6 |- (x = 1o -> ((x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> (1o = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))))
4443exbidv 1657 . . . . 5 |- (x = 1o -> (E.y(x = (card`
y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> E.y(1o = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))))
4541, 44elab 2403 . . . 4 |- (1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} <-> E.y(1o = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)))
4639, 45sylibr 217 . . 3 |- (A e. On -> 1o e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
47 el1o 5191 . . . . 5 |- (v e. 1o <-> v = (/))
48 eqcom 1886 . . . . . . . . . . . 12 |- ((/) = (card` y) <-> (card`
y) = (/))
49 visset 2295 . . . . . . . . . . . . 13 |- y e. _V
50 cardeq0 5982 . . . . . . . . . . . . 13 |- (y e. _V -> ((card` y) = (/) <-> y = (/)))
5149, 50ax-mp 7 . . . . . . . . . . . 12 |- ((card` y) = (/) <-> y = (/))
5248, 51bitri 190 . . . . . . . . . . 11 |- ((/) = (card` y) <-> y = (/))
53 rex0 2888 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- -. E.w e. (/) z C_ w
5453a1i 8 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (z e. suc A -> -. E.w e. (/) z C_ w)
5554nrex 2192 . . . . . . . . . . . . 13 |- -. E.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w
56 nsuceq0 3749 . . . . . . . . . . . . . 14 |- suc A =/= (/)
57 r19.2z 2958 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((suc A =/= (/) /\ A.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w) -> E.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w)
5856, 57mpan 759 . . . . . . . . . . . . 13 |- (A.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w -> E.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w)
5955, 58mto 121 . . . . . . . . . . . 12 |- -. A.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w
60 rexeq 2267 . . . . . . . . . . . . 13 |- (y = (/) -> (E.w e. y z C_ w <-> E.w e. (/) z C_ w))
6160ralbidv 2123 . . . . . . . . . . . 12 |- (y = (/) -> (A.z e. suc AE.w e. y z C_ w <-> A.z e. suc AE.w e. (/) z C_ w))
6259, 61mtbiri 785 . . . . . . . . . . 11 |- (y = (/) -> -. A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)
6352, 62sylbi 216 . . . . . . . . . 10 |- ((/) = (card` y) -> -. A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)
6463intnand 757 . . . . . . . . 9 |- ((/) = (card` y) -> -. (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))
65 imnan 261 . . . . . . . . 9 |- (((/) = (card` y) -> -. (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> -. ((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)))
6664, 65mpbi 206 . . . . . . . 8 |- -. ((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))
6766nex 1456 . . . . . . 7 |- -. E.y((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))
68 0ex 3446 . . . . . . . 8 |- (/) e. _V
69 eqeq1 1890 . . . . . . . . . 10 |- (x = (/) -> (x = (card` y) <-> (/) = (card` y)))
7069anbi1d 679 . . . . . . . . 9 |- (x = (/) -> ((x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> ((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))))
7170exbidv 1657 . . . . . . . 8 |- (x = (/) -> (E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)) <-> E.y((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))))
7268, 71elab 2403 . . . . . . 7 |- ((/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} <-> E.y((/) = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w)))
7367, 72mtbir 209 . . . . . 6 |- -. (/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}
74 eleq1 1957 . . . . . 6 |- (v = (/) -> (v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))} <-> (/) e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}))
7573, 74mtbiri 785 . . . . 5 |- (v = (/) -> -. v e. {x | E.y(x = (card`
y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
7647, 75sylbi 216 . . . 4 |- (v e. 1o -> -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
7776rgen 2159 . . 3 |- A.v e. 1o -. v e. {x | E.y(x = (card` y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))}
7811, 46, 77sylancl 525 . 2 |- (A e. On -> 1o = |^|{x | E.y(x = (card`
y) /\ (y C_ suc A /\ A.z e. suc AE.w e. y z C_ w))})
793, 78eqtr4d 1928 1 |- (A e. On -> (cf` suc A) = 1o)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  -. wn 2   -> wi 3   <-> wb 163   \/ wo 239   /\ wa 240   = wceq 1298   e. wcel 1300  E.wex 1326  {cab 1871   =/= wne 2017  A.wral 2105  E.wrex 2106  _Vcvv 2292   u. cun 2591   C_ wss 2593  (/)c0 2875  {csn 3044  |^|cint 3214  Oncon0 3657  suc csuc 3659  ` cfv 3998  1oc1o 5172  cardccrd 5859  cfccf 5861
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 1304  ax-gen 1305  ax-8 1306  ax-9 1307  ax-10 1308  ax-11 1309  ax-12 1310  ax-13 1311  ax-14 1312  ax-17 1317  ax-4 1319  ax-5o 1321  ax-6o 1324  ax-9o 1481  ax-10o 1500  ax-16 1580  ax-11o 1588  ax-ext 1865  ax-rep 3428  ax-sep 3438  ax-nul 3445  ax-pow 3481  ax-pr 3524  ax-un 3790  ax-ac 5906
This theorem depends on definitions:  df-bi 164  df-or 241  df-an 242  df-3or 859  df-3an 860  df-ex 1327  df-sb 1536  df-eu 1775  df-mo 1776  df-clab 1872  df-cleq 1877  df-clel 1880  df-ne 2019  df-ral 2109  df-rex 2110  df-reu 2111  df-rab 2112  df-v 2294  df-sbc 2454  df-csb 2541  df-dif 2597  df-un 2600  df-in 2603  df-ss 2605  df-pss 2607  df-nul 2876  df-if 2983  df-pw 3035  df-sn 3049  df-pr 3050  df-tp 3052  df-op 3053  df-uni 3178  df-int 3215  df-iun 3257  df-br 3339  df-opab 3396  df-tr 3412  df-eprel 3583  df-id 3586  df-po 3591  df-so 3604  df-fr 3625  df-we 3644  df-ord 3660  df-on 3661  df-lim 3662  df-suc 3663  df-om 3950  df-xp 4000  df-rel 4001  df-cnv 4002  df-co 4003  df-dm 4004  df-rn 4005  df-res 4006  df-ima 4007  df-fun 4008  df-fn 4009  df-f 4010  df-f1 4011  df-fo 4012  df-f1o 4013  df-fv 4014  df-1o 5177  df-er 5318  df-en 5427  df-dom 5428  df-sdom 5429  df-card 5862  df-cf 5864
Copyright terms: Public domain