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Theorem rankuni2b 8272
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  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
Distinct variable group:    x, A

Proof of Theorem rankuni2b
Dummy variables  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uniwf 8238 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  <->  U. A  e. 
U. ( R1 " On ) )
2 rankval3b 8245 . . . 4  |-  ( U. A  e.  U. ( R1 " On )  -> 
( rank `  U. A )  =  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z } )
31, 2sylbi 195 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z } )
4 iuneq1 4339 . . . . . . 7  |-  ( y  =  A  ->  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) )
54eleq1d 2536 . . . . . 6  |-  ( y  =  A  ->  ( U_ x  e.  y 
( rank `  x )  e.  On  <->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On ) )
6 vex 3116 . . . . . . 7  |-  y  e. 
_V
7 rankon 8214 . . . . . . . 8  |-  ( rank `  x )  e.  On
87rgenw 2825 . . . . . . 7  |-  A. x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On
9 iunon 7010 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  _V  /\  A. x  e.  y  (
rank `  x )  e.  On )  ->  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On )
106, 8, 9mp2an 672 . . . . . 6  |-  U_ x  e.  y  ( rank `  x )  e.  On
115, 10vtoclg 3171 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On )
12 eluni2 4249 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  U. A  <->  E. x  e.  A  y  e.  x )
13 nfv 1683 . . . . . . . 8  |-  F/ x  A  e.  U. ( R1 " On )
14 nfiu1 4355 . . . . . . . . 9  |-  F/_ x U_ x  e.  A  ( rank `  x )
1514nfel2 2647 . . . . . . . 8  |-  F/ x
( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
16 r1elssi 8224 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A  C_  U. ( R1
" On ) )
1716sseld 3503 . . . . . . . . . 10  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  x  e.  U. ( R1 " On ) ) )
18 rankelb 8243 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x ) ) )
1917, 18syl6 33 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x ) ) ) )
20 ssiun2 4368 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  A  ->  ( rank `  x )  C_  U_ x  e.  A  (
rank `  x )
)
2120sseld 3503 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  A  ->  (
( rank `  y )  e.  ( rank `  x
)  ->  ( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2221a1i 11 . . . . . . . . 9  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( ( rank `  y
)  e.  ( rank `  x )  ->  ( rank `  y )  e. 
U_ x  e.  A  ( rank `  x )
) ) )
2319, 22syldd 66 . . . . . . . 8  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) ) )
2413, 15, 23rexlimd 2947 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( E. x  e.  A  y  e.  x  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2512, 24syl5bi 217 . . . . . 6  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( y  e.  U. A  ->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2625ralrimiv 2876 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A. y  e.  U. A
( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
27 eleq2 2540 . . . . . . 7  |-  ( z  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
)  ->  ( ( rank `  y )  e.  z  <->  ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2827ralbidv 2903 . . . . . 6  |-  ( z  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
)  ->  ( A. y  e.  U. A (
rank `  y )  e.  z  <->  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
2928elrab 3261 . . . . 5  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e. 
{ z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z }  <-> 
( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  On  /\  A. y  e.  U. A ( rank `  y )  e.  U_ x  e.  A  ( rank `  x ) ) )
3011, 26, 29sylanbrc 664 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e.  { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z } )
31 intss1 4297 . . . 4  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  e. 
{ z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z }  ->  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y )  e.  z }  C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
3230, 31syl 16 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  |^| { z  e.  On  |  A. y  e.  U. A ( rank `  y
)  e.  z } 
C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
333, 32eqsstrd 3538 . 2  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A ) 
C_  U_ x  e.  A  ( rank `  x )
)
341biimpi 194 . . . . 5  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U. A  e.  U. ( R1 " On ) )
35 elssuni 4275 . . . . 5  |-  ( x  e.  A  ->  x  C_ 
U. A )
36 rankssb 8267 . . . . 5  |-  ( U. A  e.  U. ( R1 " On )  -> 
( x  C_  U. A  ->  ( rank `  x
)  C_  ( rank ` 
U. A ) ) )
3734, 35, 36syl2im 38 . . . 4  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( x  e.  A  ->  ( rank `  x
)  C_  ( rank ` 
U. A ) ) )
3837ralrimiv 2876 . . 3  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  A. x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
39 iunss 4366 . . 3  |-  ( U_ x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A )  <->  A. x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
4038, 39sylibr 212 . 2  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  ->  U_ x  e.  A  ( rank `  x )  C_  ( rank `  U. A ) )
4133, 40eqssd 3521 1  |-  ( A  e.  U. ( R1
" On )  -> 
( rank `  U. A )  =  U_ x  e.  A  ( rank `  x
) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    = wceq 1379    e. wcel 1767   A.wral 2814   E.wrex 2815   {crab 2818   _Vcvv 3113    C_ wss 3476   U.cuni 4245   |^|cint 4282   U_ciun 4325   Oncon0 4878   "cima 5002   ` cfv 5588   R1cr1 8181   rankcrnk 8182
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6577
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5551  df-fun 5590  df-fn 5591  df-f 5592  df-f1 5593  df-fo 5594  df-f1o 5595  df-fv 5596  df-om 6686  df-recs 7043  df-rdg 7077  df-r1 8183  df-rank 8184
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