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Theorem onnseq 6817
Description: There are no length  om decreasing sequences in the ordinals. See also noinfep 7877 for a stronger version assuming Regularity. (Contributed by Mario Carneiro, 19-May-2015.)
Assertion
Ref Expression
onnseq  |-  ( ( F `  (/) )  e.  On  ->  E. x  e.  om  -.  ( F `
 suc  x )  e.  ( F `  x
) )
Distinct variable group:    x, F

Proof of Theorem onnseq
Dummy variables  w  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 epweon 6407 . . . . . 6  |-  _E  We  On
21a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  _E  We  On )
3 fveq2 5703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  (/)  ->  ( F `
 y )  =  ( F `  (/) ) )
43eleq1d 2509 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  (/)  ->  ( ( F `  y )  e.  On  <->  ( F `  (/) )  e.  On ) )
5 fveq2 5703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  z  ->  ( F `  y )  =  ( F `  z ) )
65eleq1d 2509 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  z  ->  (
( F `  y
)  e.  On  <->  ( F `  z )  e.  On ) )
7 fveq2 5703 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  suc  z  -> 
( F `  y
)  =  ( F `
 suc  z )
)
87eleq1d 2509 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  suc  z  -> 
( ( F `  y )  e.  On  <->  ( F `  suc  z
)  e.  On ) )
9 simpl 457 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  ( F `  (/) )  e.  On )
10 suceq 4796 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  z  ->  suc  x  =  suc  z )
1110fveq2d 5707 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  =  z  ->  ( F `  suc  x )  =  ( F `  suc  z ) )
12 fveq2 5703 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x  =  z  ->  ( F `  x )  =  ( F `  z ) )
1311, 12eleq12d 2511 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  z  ->  (
( F `  suc  x )  e.  ( F `  x )  <-> 
( F `  suc  z )  e.  ( F `  z ) ) )
1413rspcv 3081 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  om  ->  ( A. x  e.  om  ( F `  suc  x
)  e.  ( F `
 x )  -> 
( F `  suc  z )  e.  ( F `  z ) ) )
15 onelon 4756 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F `  z
)  e.  On  /\  ( F `  suc  z
)  e.  ( F `
 z ) )  ->  ( F `  suc  z )  e.  On )
1615expcom 435 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F `  suc  z
)  e.  ( F `
 z )  -> 
( ( F `  z )  e.  On  ->  ( F `  suc  z )  e.  On ) )
1714, 16syl6 33 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  om  ->  ( A. x  e.  om  ( F `  suc  x
)  e.  ( F `
 x )  -> 
( ( F `  z )  e.  On  ->  ( F `  suc  z )  e.  On ) ) )
1817adantld 467 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  om  ->  (
( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  -> 
( ( F `  z )  e.  On  ->  ( F `  suc  z )  e.  On ) ) )
194, 6, 8, 9, 18finds2 6516 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  om  ->  (
( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  -> 
( F `  y
)  e.  On ) )
2019com12 31 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  ( y  e.  om  ->  ( F `  y )  e.  On ) )
2120ralrimiv 2810 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  A. y  e.  om  ( F `  y )  e.  On )
22 eqid 2443 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) )
2322fmpt 5876 . . . . . . 7  |-  ( A. y  e.  om  ( F `  y )  e.  On  <->  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) ) : om --> On )
2421, 23sylib 196 . . . . . 6  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) : om --> On )
25 frn 5577 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) : om --> On  ->  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  C_  On )
2624, 25syl 16 . . . . 5  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) ) 
C_  On )
27 peano1 6507 . . . . . . . 8  |-  (/)  e.  om
28 fdm 5575 . . . . . . . . 9  |-  ( ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) : om --> On  ->  dom  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  =  om )
2924, 28syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  dom  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =  om )
3027, 29syl5eleqr 2530 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  (/)  e.  dom  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) )
31 ne0i 3655 . . . . . . 7  |-  ( (/)  e.  dom  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) )  ->  dom  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  =/=  (/) )
3230, 31syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  dom  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =/=  (/) )
33 dm0rn0 5068 . . . . . . 7  |-  ( dom  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  =  (/)  <->  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =  (/) )
3433necon3bii 2652 . . . . . 6  |-  ( dom  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  =/=  (/)  <->  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =/=  (/) )
3532, 34sylib 196 . . . . 5  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =/=  (/) )
36 wefrc 4726 . . . . 5  |-  ( (  _E  We  On  /\  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  C_  On  /\  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  =/=  (/) )  ->  E. z  e.  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  z )  =  (/) )
372, 26, 35, 36syl3anc 1218 . . . 4  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  E. z  e.  ran  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) ) ( ran  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) )  i^i  z )  =  (/) )
38 fvex 5713 . . . . . 6  |-  ( F `
 w )  e. 
_V
3938rgenw 2795 . . . . 5  |-  A. w  e.  om  ( F `  w )  e.  _V
40 fveq2 5703 . . . . . . 7  |-  ( y  =  w  ->  ( F `  y )  =  ( F `  w ) )
4140cbvmptv 4395 . . . . . 6  |-  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  =  ( w  e. 
om  |->  ( F `  w ) )
42 ineq2 3558 . . . . . . 7  |-  ( z  =  ( F `  w )  ->  ( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  z )  =  ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) ) )
4342eqeq1d 2451 . . . . . 6  |-  ( z  =  ( F `  w )  ->  (
( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  z )  =  (/)  <->  ( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) )  =  (/) ) )
4441, 43rexrnmpt 5865 . . . . 5  |-  ( A. w  e.  om  ( F `  w )  e.  _V  ->  ( E. z  e.  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) ) ( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  i^i  z )  =  (/) 
<->  E. w  e.  om  ( ran  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `  w
) )  =  (/) ) )
4539, 44ax-mp 5 . . . 4  |-  ( E. z  e.  ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  z )  =  (/)  <->  E. w  e.  om  ( ran  ( y  e. 
om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `  w
) )  =  (/) )
4637, 45sylib 196 . . 3  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  E. w  e.  om  ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) )  =  (/) )
47 peano2 6508 . . . . . . . . 9  |-  ( w  e.  om  ->  suc  w  e.  om )
4847adantl 466 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  suc  w  e.  om )
49 eqid 2443 . . . . . . . 8  |-  ( F `
 suc  w )  =  ( F `  suc  w )
50 fveq2 5703 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  suc  w  -> 
( F `  y
)  =  ( F `
 suc  w )
)
5150eqeq2d 2454 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  suc  w  -> 
( ( F `  suc  w )  =  ( F `  y )  <-> 
( F `  suc  w )  =  ( F `  suc  w
) ) )
5251rspcev 3085 . . . . . . . 8  |-  ( ( suc  w  e.  om  /\  ( F `  suc  w )  =  ( F `  suc  w
) )  ->  E. y  e.  om  ( F `  suc  w )  =  ( F `  y ) )
5348, 49, 52sylancl 662 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  E. y  e.  om  ( F `  suc  w
)  =  ( F `
 y ) )
54 fvex 5713 . . . . . . . 8  |-  ( F `
 suc  w )  e.  _V
5522elrnmpt 5098 . . . . . . . 8  |-  ( ( F `  suc  w
)  e.  _V  ->  ( ( F `  suc  w )  e.  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  <->  E. y  e.  om  ( F `  suc  w
)  =  ( F `
 y ) ) )
5654, 55ax-mp 5 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  suc  w
)  e.  ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  <->  E. y  e.  om  ( F `  suc  w
)  =  ( F `
 y ) )
5753, 56sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  ( F `  suc  w )  e.  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) ) )
58 suceq 4796 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  w  ->  suc  x  =  suc  w )
5958fveq2d 5707 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  w  ->  ( F `  suc  x )  =  ( F `  suc  w ) )
60 fveq2 5703 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  w  ->  ( F `  x )  =  ( F `  w ) )
6159, 60eleq12d 2511 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  w  ->  (
( F `  suc  x )  e.  ( F `  x )  <-> 
( F `  suc  w )  e.  ( F `  w ) ) )
6261rspccva 3084 . . . . . . 7  |-  ( ( A. x  e.  om  ( F `  suc  x
)  e.  ( F `
 x )  /\  w  e.  om )  ->  ( F `  suc  w )  e.  ( F `  w ) )
6362adantll 713 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  ( F `  suc  w )  e.  ( F `  w ) )
64 inelcm 3745 . . . . . 6  |-  ( ( ( F `  suc  w )  e.  ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  /\  ( F `
 suc  w )  e.  ( F `  w
) )  ->  ( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) )  =/=  (/) )
6557, 63, 64syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  ( ran  ( y  e.  om  |->  ( F `
 y ) )  i^i  ( F `  w ) )  =/=  (/) )
6665neneqd 2636 . . . 4  |-  ( ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  /\  w  e.  om )  ->  -.  ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) )  =  (/) )
6766nrexdv 2831 . . 3  |-  ( ( ( F `  (/) )  e.  On  /\  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )  ->  -.  E. w  e.  om  ( ran  (
y  e.  om  |->  ( F `  y ) )  i^i  ( F `
 w ) )  =  (/) )
6846, 67pm2.65da 576 . 2  |-  ( ( F `  (/) )  e.  On  ->  -.  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )
69 rexnal 2738 . 2  |-  ( E. x  e.  om  -.  ( F `  suc  x
)  e.  ( F `
 x )  <->  -.  A. x  e.  om  ( F `  suc  x )  e.  ( F `  x ) )
7068, 69sylibr 212 1  |-  ( ( F `  (/) )  e.  On  ->  E. x  e.  om  -.  ( F `
 suc  x )  e.  ( F `  x
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1369    e. wcel 1756    =/= wne 2618   A.wral 2727   E.wrex 2728   _Vcvv 2984    i^i cin 3339    C_ wss 3340   (/)c0 3649    e. cmpt 4362    _E cep 4642    We wwe 4690   Oncon0 4731   suc csuc 4733   dom cdm 4852   ran crn 4853   -->wf 5426   ` cfv 5430   omcom 6488
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-sep 4425  ax-nul 4433  ax-pow 4482  ax-pr 4543  ax-un 6384
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2620  df-ral 2732  df-rex 2733  df-rab 2736  df-v 2986  df-sbc 3199  df-csb 3301  df-dif 3343  df-un 3345  df-in 3347  df-ss 3354  df-pss 3356  df-nul 3650  df-if 3804  df-pw 3874  df-sn 3890  df-pr 3892  df-tp 3894  df-op 3896  df-uni 4104  df-br 4305  df-opab 4363  df-mpt 4364  df-tr 4398  df-eprel 4644  df-id 4648  df-po 4653  df-so 4654  df-fr 4691  df-we 4693  df-ord 4734  df-on 4735  df-lim 4736  df-suc 4737  df-xp 4858  df-rel 4859  df-cnv 4860  df-co 4861  df-dm 4862  df-rn 4863  df-res 4864  df-ima 4865  df-iota 5393  df-fun 5432  df-fn 5433  df-f 5434  df-fv 5438  df-om 6489
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