Table of ContentsTable of Contents Mathbox for Andrew Salmon < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem smoge 16454
Description: A strictly monotonic function is always increasing. Exercise 1 in [TakeutiZaring] p. 50. It holds even when C is transfinite.
Hypotheses
Ref Expression
smo.1 |- dom A = B
smo.2 |- Smo A
Assertion
Ref Expression
smoge |- (C e. B -> C C_ (A` C))

Proof of Theorem smoge
StepHypRef Expression
1 smo.1 . . . 4 |- dom A = B
21eleq2i 1961 . . 3 |- (C e. dom A <-> C e. B)
3 smo.2 . . . . 5 |- Smo A
4 smodm 16445 . . . . 5 |- (Smo A -> Ord dom A)
53, 4ax-mp 7 . . . 4 |- Ord dom A
6 ordelon 3682 . . . 4 |- ((Ord dom A /\ C e. dom A) -> C e. On)
75, 6mpan 759 . . 3 |- (C e. dom A -> C e. On)
82, 7sylbir 218 . 2 |- (C e. B -> C e. On)
9 eleq1 1957 . . . 4 |- (x = (/) -> (x e. B <-> (/) e. B))
10 id 73 . . . . 5 |- (x = (/) -> x = (/))
11 fveq2 4681 . . . . 5 |- (x = (/) -> (A` x) = (A` (/)))
1210, 11sseq12d 2646 . . . 4 |- (x = (/) -> (x C_ (A` x) <-> (/) C_ (A` (/))))
139, 12imbi12d 688 . . 3 |- (x = (/) -> ((x e. B -> x C_ (A` x)) <-> ((/) e. B -> (/) C_ (A` (/)))))
14 eleq1 1957 . . . 4 |- (x = y -> (x e. B <-> y e. B))
15 id 73 . . . . 5 |- (x = y -> x = y)
16 fveq2 4681 . . . . 5 |- (x = y -> (A` x) = (A` y))
1715, 16sseq12d 2646 . . . 4 |- (x = y -> (x C_ (A` x) <-> y C_ (A` y)))
1814, 17imbi12d 688 . . 3 |- (x = y -> ((x e. B -> x C_ (A` x)) <-> (y e. B -> y C_ (A` y))))
19 eleq1 1957 . . . 4 |- (x = suc y -> (x e. B <-> suc y e. B))
20 id 73 . . . . 5 |- (x = suc y -> x = suc y)
21 fveq2 4681 . . . . 5 |- (x = suc y -> (A` x) = (A` suc y))
2220, 21sseq12d 2646 . . . 4 |- (x = suc y -> (x C_ (A` x) <-> suc y C_ (A` suc y)))
2319, 22imbi12d 688 . . 3 |- (x = suc y -> ((x e. B -> x C_ (A` x)) <-> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y))))
24 eleq1 1957 . . . 4 |- (x = C -> (x e. B <-> C e. B))
25 id 73 . . . . 5 |- (x = C -> x = C)
26 fveq2 4681 . . . . 5 |- (x = C -> (A` x) = (A` C))
2725, 26sseq12d 2646 . . . 4 |- (x = C -> (x C_ (A` x) <-> C C_ (A` C)))
2824, 27imbi12d 688 . . 3 |- (x = C -> ((x e. B -> x C_ (A` x)) <-> (C e. B -> C C_ (A` C))))
29 0ss 2900 . . . 4 |- (/) C_ (A` (/))
3029a1i 8 . . 3 |- ((/) e. B -> (/) C_ (A` (/)))
31 visset 2295 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- y e. _V
3231sucid 3744 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- y e. suc y
33 smoel 16451 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((Smo A /\ suc y e. dom A /\ y e. suc y) -> (A` y) e. (A` suc y))
343, 32, 33mp3an13 1182 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (suc y e. dom A -> (A` y) e. (A` suc y))
3534adantl 424 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((y e. On /\ suc y e. dom A) -> (A` y) e. (A` suc y))
36 ontr2 3711 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ((y e. On /\ (A` suc y) e. On) -> ((y C_ (A` y) /\ (A` y) e. (A` suc y)) -> y e. (A` suc y)))
3736ancomsd 485 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((y e. On /\ (A` suc y) e. On) -> (((A` y) e. (A` suc y) /\ y C_ (A` y)) -> y e. (A` suc y)))
3837exp3a 405 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((y e. On /\ (A` suc y) e. On) -> ((A` y) e. (A` suc y) -> (y C_ (A` y) -> y e. (A` suc y))))
39 smofvon 16450 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ((Smo A /\ suc y e. dom A) -> (A` suc y) e. On)
403, 39mpan 759 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (suc y e. dom A -> (A` suc y) e. On)
4138, 40sylan2 500 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((y e. On /\ suc y e. dom A) -> ((A` y) e. (A` suc y) -> (y C_ (A` y) -> y e. (A` suc y))))
4235, 41mpd 29 . . . . . . . . . . . 12 |- ((y e. On /\ suc y e. dom A) -> (y C_ (A` y) -> y e. (A` suc y)))
43 ordelsuc 3900 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((y e. On /\ Ord (A` suc y)) -> (y e. (A` suc y) <-> suc y C_ (A` suc y)))
44 eloni 3667 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ((A` suc y) e. On -> Ord (A` suc y))
4543, 44sylan2 500 . . . . . . . . . . . . 13 |- ((y e. On /\ (A` suc y) e. On) -> (y e. (A` suc y) <-> suc y C_ (A` suc y)))
4645, 40sylan2 500 . . . . . . . . . . . 12 |- ((y e. On /\ suc y e. dom A) -> (y e. (A` suc y) <-> suc y C_ (A` suc y)))
4742, 46sylibd 219 . . . . . . . . . . 11 |- ((y e. On /\ suc y e. dom A) -> (y C_ (A` y) -> suc y C_ (A` suc y)))
4847ex 402 . . . . . . . . . 10 |- (y e. On -> (suc y e. dom A -> (y C_ (A` y) -> suc y C_ (A` suc y))))
491eleq2i 1961 . . . . . . . . . 10 |- (suc y e. dom A <-> suc y e. B)
5048, 49syl5ibr 224 . . . . . . . . 9 |- (y e. On -> (suc y e. B -> (y C_ (A` y) -> suc y C_ (A` suc y))))
5150com23 36 . . . . . . . 8 |- (y e. On -> (y C_ (A` y) -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y))))
5251imim2d 28 . . . . . . 7 |- (y e. On -> ((y e. B -> y C_ (A` y)) -> (y e. B -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y)))))
5352imp 377 . . . . . 6 |- ((y e. On /\ (y e. B -> y C_ (A` y))) -> (y e. B -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y))))
54 ordtr 3672 . . . . . . . . 9 |- (Ord dom A -> Tr dom A)
55 treq 3417 . . . . . . . . . 10 |- (dom A = B -> (Tr dom A <-> Tr B))
561, 55ax-mp 7 . . . . . . . . 9 |- (Tr dom A <-> Tr B)
5754, 56sylib 215 . . . . . . . 8 |- (Ord dom A -> Tr B)
585, 57ax-mp 7 . . . . . . 7 |- Tr B
59 trsuc 3752 . . . . . . 7 |- ((Tr B /\ suc y e. B) -> y e. B)
6058, 59mpan 759 . . . . . 6 |- (suc y e. B -> y e. B)
6153, 60syl5 20 . . . . 5 |- ((y e. On /\ (y e. B -> y C_ (A` y))) -> (suc y e. B -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y))))
6261pm2.43d 79 . . . 4 |- ((y e. On /\ (y e. B -> y C_ (A` y))) -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y)))
6362ex 402 . . 3 |- (y e. On -> ((y e. B -> y C_ (A` y)) -> (suc y e. B -> suc y C_ (A` suc y))))
64 ordeq 3664 . . . . . . . . . . . 12 |- (dom A = B -> (Ord dom A <-> Ord B))
651, 64ax-mp 7 . . . . . . . . . . 11 |- (Ord dom A <-> Ord B)
665, 65mpbi 206 . . . . . . . . . 10 |- Ord B
67 ordtr1 3707 . . . . . . . . . 10 |- (Ord B -> ((y e. x /\ x e. B) -> y e. B))
6866, 67ax-mp 7 . . . . . . . . 9 |- ((y e. x /\ x e. B) -> y e. B)
6968expcom 403 . . . . . . . 8 |- (x e. B -> (y e. x -> y e. B))
7069r19.21aiv 2175 . . . . . . 7 |- (x e. B -> A.y e. x y e. B)
7170a1i 8 . . . . . 6 |- (Lim x -> (x e. B -> A.y e. x y e. B))
72 limuni 3724 . . . . . . . . . 10 |- (Lim x -> x = U.x)
73 uniiun 3306 . . . . . . . . . 10 |- U.x = U_y e. x y
7472, 73syl6req 1945 . . . . . . . . 9 |- (Lim x -> U_y e. x y = x)
7574sseq1d 2644 . . . . . . . 8 |- (Lim x -> (U_y e. x y C_ U_y e. x (A` y) <-> x C_ U_y e. x (A` y)))
76 smoiun 16452 . . . . . . . . . . . 12 |- ((Smo A /\ x e. dom A) -> U_y e. x (A` y) C_ (A` x))
771eleq2i 1961 . . . . . . . . . . . 12 |- (x e. dom A <-> x e. B)
7876, 77sylan2br 502 . . . . . . . . . . 11 |- ((Smo A /\ x e. B) -> U_y e. x (A` y) C_ (A` x))
793, 78mpan 759 . . . . . . . . . 10 |- (x e. B -> U_y e. x (A` y) C_ (A` x))
80 sstr 2625 . . . . . . . . . . 11 |- ((x C_ U_y e. x (A` y) /\ U_y e. x (A` y) C_ (A` x)) -> x C_ (A` x))
8180expcom 403 . . . . . . . . . 10 |- (U_y e. x (A` y) C_ (A` x) -> (x C_ U_y e. x (A` y) -> x C_ (A` x)))
8279, 81syl 12 . . . . . . . . 9 |- (x e. B -> (x C_ U_y e. x (A` y) -> x C_ (A` x)))
8382com12 14 . . . . . . . 8 |- (x C_ U_y e. x (A` y) -> (x e. B -> x C_ (A` x)))
8475, 83syl6bi 231 . . . . . . 7 |- (Lim x -> (U_y e. x y C_ U_y e. x (A` y) -> (x e. B -> x C_ (A` x))))
85 ss2iun 3271 . . . . . . 7 |- (A.y e. x y C_ (A` y) -> U_y e. x y C_ U_y e. x (A` y))
8684, 85syl5 20 . . . . . 6 |- (Lim x -> (A.y e. x y C_ (A` y) -> (x e. B -> x C_ (A` x))))
8771, 86imim12d 69 . . . . 5 |- (Lim x -> ((A.y e. x y e. B -> A.y e. x y C_ (A` y)) -> (x e. B -> (x e. B -> x C_ (A` x)))))
88 pm2.43 77 . . . . 5 |- ((x e. B -> (x e. B -> x C_ (A` x))) -> (x e. B -> x C_ (A` x)))
8987, 88syl6 25 . . . 4 |- (Lim x -> ((A.y e. x y e. B -> A.y e. x y C_ (A` y)) -> (x e. B -> x C_ (A` x))))
90 ralim 2164 . . . 4 |- (A.y e. x (y e. B -> y C_ (A` y)) -> (A.y e. x y e. B -> A.y e. x y C_ (A` y)))
9189, 90syl5 20 . . 3 |- (Lim x -> (A.y e. x (y e. B -> y C_ (A` y)) -> (x e. B -> x C_ (A` x))))
9213, 18, 23, 28, 30, 63, 91tfinds 3942 . 2 |- (C e. On -> (C e. B -> C C_ (A` C)))
938, 92mpcom 60 1 |- (C e. B -> C C_ (A` C))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 3   <-> wb 163   /\ wa 240   = wceq 1298   e. wcel 1300  A.wral 2105   C_ wss 2593  (/)c0 2875  U.cuni 3177  U_ciun 3255  Tr wtr 3411  Ord word 3656  Oncon0 3657  Lim wlim 3658  suc csuc 3659  dom cdm 3986  ` cfv 3998  Smo csmo 16441
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-sep 3438  ax-nul 3445  ax-pow 3481  ax-pr 3524  ax-un 3790
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-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-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-xp 4000  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-fv 4014  df-smo 16442
Copyright terms: Public domain