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

Theorem rankxplim 5823
Description: The rank of a cross product when the rank of the union of its arguments is a limit ordinal. Part of Exercise 4 of [Kunen] p. 107. See rankxpsuc 5826 for the successor case.
Hypotheses
Ref Expression
rankxplim.1 |- A e. _V
rankxplim.2 |- B e. _V
Assertion
Ref Expression
rankxplim |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) = (rank`
(A u. B)))

Proof of Theorem rankxplim
StepHypRef Expression
1 rankon 5782 . . . . . . . . 9 |- (rank` <.x, y>.) e. On
2 rankon 5782 . . . . . . . . 9 |- (rank` (A u. B)) e. On
3 ontr2 3711 . . . . . . . . 9 |- (((rank` <.x, y>.) e. On /\ (rank` (A u. B)) e. On) -> (((rank`
<.x, y>.) C_ (rank` ~P~P(x u. y)) /\ (rank` ~P~P(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank`
(A u. B))))
41, 2, 3mp2an 761 . . . . . . . 8 |- (((rank` <.x, y>.) C_ (rank`
~P~P(x u. y)) /\ (rank`
~P~P(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank`
(A u. B)))
5 pwuni 3505 . . . . . . . . . . 11 |- <.x, y>. C_ ~PU.<.x, y>.
6 uniop 3555 . . . . . . . . . . . 12 |- U.<.x, y>. = {x, y}
7 pweq 3036 . . . . . . . . . . . 12 |- (U.<.x, y>. = {x, y} -> ~PU.<.x, y>. = ~P{x, y})
86, 7ax-mp 7 . . . . . . . . . . 11 |- ~PU.<.x, y>. = ~P{x, y}
95, 8sseqtri 2649 . . . . . . . . . 10 |- <.x, y>. C_ ~P{x, y}
10 pwuni 3505 . . . . . . . . . . . 12 |- {x, y} C_ ~PU.{x, y}
11 visset 2295 . . . . . . . . . . . . . 14 |- x e. _V
12 visset 2295 . . . . . . . . . . . . . 14 |- y e. _V
1311, 12unipr 3191 . . . . . . . . . . . . 13 |- U.{x, y} = (x u. y)
14 pweq 3036 . . . . . . . . . . . . 13 |- (U.{x, y} = (x u. y) -> ~PU.{x, y} = ~P(x u. y))
1513, 14ax-mp 7 . . . . . . . . . . . 12 |- ~PU.{x, y} = ~P(x u. y)
1610, 15sseqtri 2649 . . . . . . . . . . 11 |- {x, y} C_ ~P(x u. y)
17 sspwb 3503 . . . . . . . . . . 11 |- ({x, y} C_ ~P(x u. y) <-> ~P{x, y} C_ ~P~P(x u. y))
1816, 17mpbi 206 . . . . . . . . . 10 |- ~P{x, y} C_ ~P~P(x u. y)
199, 18sstri 2626 . . . . . . . . 9 |- <.x, y>. C_ ~P~P(x u. y)
2011, 12unex 3796 . . . . . . . . . . . 12 |- (x u. y) e. _V
2120pwex 3487 . . . . . . . . . . 11 |- ~P(x u. y) e. _V
2221pwex 3487 . . . . . . . . . 10 |- ~P~P(x u. y) e. _V
2322rankss 5799 . . . . . . . . 9 |- (<.x, y>. C_ ~P~P(x u. y) -> (rank` <.x, y>.) C_ (rank` ~P~P(x u. y)))
2419, 23ax-mp 7 . . . . . . . 8 |- (rank` <.x, y>.) C_ (rank` ~P~P(x u. y))
25 rankxplim.1 . . . . . . . . . . . 12 |- A e. _V
26 rankxplim.2 . . . . . . . . . . . 12 |- B e. _V
2711, 12, 25, 26rankelun 5818 . . . . . . . . . . 11 |- (((rank` x) e. (rank` A) /\ (rank` y) e. (rank` B)) -> (rank`
(x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
2825rankel 5791 . . . . . . . . . . 11 |- (x e. A -> (rank` x) e. (rank` A))
2926rankel 5791 . . . . . . . . . . 11 |- (y e. B -> (rank` y) e. (rank`
B))
3027, 28, 29syl2an 503 . . . . . . . . . 10 |- ((x e. A /\ y e. B) -> (rank`
(x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
3130adantl 424 . . . . . . . . 9 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` (x u. y)) e. (rank` (A u. B)))
32 ranklim 5796 . . . . . . . . . . 11 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` ~P(x u. y)) e. (rank`
(A u. B))))
33 ranklim 5796 . . . . . . . . . . 11 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` ~P(x u. y)) e. (rank` (A u. B)) <-> (rank` ~P~P(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
3432, 33bitrd 587 . . . . . . . . . 10 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` ~P~P(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
3534adantr 425 . . . . . . . . 9 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> ((rank` (x u. y)) e. (rank`
(A u. B)) <-> (rank` ~P~P(x u. y)) e. (rank` (A u. B))))
3631, 35mpbid 212 . . . . . . . 8 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` ~P~P(x u. y)) e. (rank`
(A u. B)))
374, 24, 36sylancr 526 . . . . . . 7 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> (rank` <.x, y>.) e. (rank` (A u. B)))
381, 2onsucssi 3922 . . . . . . 7 |- ((rank` <.x, y>.) e. (rank` (A u. B)) <-> suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B)))
3937, 38sylib 215 . . . . . 6 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (x e. A /\ y e. B)) -> suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B)))
4039ex 402 . . . . 5 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> ((x e. A /\ y e. B) -> suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B))))
4140r19.21aivv 2183 . . . 4 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B)))
42 fveq2 4681 . . . . . . . 8 |- (z = <.x, y>. -> (rank` z) = (rank` <.x, y>.))
43 suceq 3729 . . . . . . . 8 |- ((rank` z) = (rank`
<.x, y>.) -> suc (rank` z) = suc (rank` <.x, y>.))
4442, 43syl 12 . . . . . . 7 |- (z = <.x, y>. -> suc (rank` z) = suc (rank` <.x, y>.))
4544sseq1d 2644 . . . . . 6 |- (z = <.x, y>. -> (suc (rank` z) C_ (rank` (A u. B)) <-> suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B))))
4645ralxp 4041 . . . . 5 |- (A.z e. (A X. B)suc (rank` z) C_ (rank` (A u. B)) <-> A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank` (A u. B)))
4725, 26xpex 4096 . . . . . 6 |- (A X. B) e. _V
4847rankbnd 5814 . . . . 5 |- (A.z e. (A X. B)suc (rank` z) C_ (rank` (A u. B)) <-> (rank` (A X. B)) C_ (rank` (A u. B)))
4946, 48bitr3i 192 . . . 4 |- (A.x e. A A.y e. B suc (rank` <.x, y>.) C_ (rank`
(A u. B)) <-> (rank` (A X. B)) C_ (rank` (A u. B)))
5041, 49sylib 215 . . 3 |- (Lim (rank` (A u. B)) -> (rank` (A X. B)) C_ (rank` (A u. B)))
5150adantr 425 . 2 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) C_ (rank`
(A u. B)))
5225, 26rankxpl 5821 . . 3 |- ((A X. B) =/= (/) -> (rank` (A u. B)) C_ (rank` (A X. B)))
5352adantl 424 . 2 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A u. B)) C_ (rank`
(A X. B)))
5451, 53eqssd 2633 1 |- ((Lim (rank`
(A u. B)) /\ (A X. B) =/= (/)) -> (rank` (A X. B)) = (rank`
(A u. B)))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   <-> wb 163   /\ wa 240   = wceq 1298   e. wcel 1300   =/= wne 2017  A.wral 2105  _Vcvv 2292   u. cun 2591   C_ wss 2593  (/)c0 2875  ~Pcpw 3032  {cpr 3045  <.cop 3046  U.cuni 3177  Oncon0 3657  Lim wlim 3658  suc csuc 3659   X. cxp 3984  ` cfv 3998  rankcrnk 5749
This theorem is referenced by:  rankxplim3 5825
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-reg 5695  ax-inf2 5731
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-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-fv 4014  df-rdg 5140  df-r1 5750  df-rank 5751
Copyright terms: Public domain