Intuitionistic Logic Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  ILE Home  >  Th. List  >  tfr0 GIF version

Theorem tfr0 5937
 Description: Transfinite recursion at the empty set. (Contributed by Jim Kingdon, 8-May-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
tfr.1 𝐹 = recs(𝐺)
Assertion
Ref Expression
tfr0 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (𝐹‘∅) = (𝐺‘∅))

Proof of Theorem tfr0
Dummy variables 𝑥 𝑓 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0ex 3884 . . . . 5 ∅ ∈ V
2 opexg 3964 . . . . 5 ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V)
31, 2mpan 400 . . . 4 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V)
4 snidg 3400 . . . 4 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩})
53, 4syl 14 . . 3 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩})
6 fnsng 4947 . . . . 5 ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅})
71, 6mpan 400 . . . 4 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅})
8 fvsng 5359 . . . . . . 7 ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘∅))
91, 8mpan 400 . . . . . 6 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘∅))
10 res0 4616 . . . . . . 7 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅) = ∅
1110fveq2i 5181 . . . . . 6 (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)) = (𝐺‘∅)
129, 11syl6eqr 2090 . . . . 5 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
13 fveq2 5178 . . . . . . 7 (𝑦 = ∅ → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅))
14 reseq2 4607 . . . . . . . 8 (𝑦 = ∅ → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅))
1514fveq2d 5182 . . . . . . 7 (𝑦 = ∅ → (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
1613, 15eqeq12d 2054 . . . . . 6 (𝑦 = ∅ → (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅))))
171, 16ralsn 3414 . . . . 5 (∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘∅) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ ∅)))
1812, 17sylibr 137 . . . 4 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))
19 suc0 4148 . . . . . 6 suc ∅ = {∅}
20 0elon 4129 . . . . . . 7 ∅ ∈ On
2120onsuci 4242 . . . . . 6 suc ∅ ∈ On
2219, 21eqeltrri 2111 . . . . 5 {∅} ∈ On
23 fneq2 4988 . . . . . . 7 (𝑥 = {∅} → ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ↔ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅}))
24 raleq 2505 . . . . . . 7 (𝑥 = {∅} → (∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)) ↔ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
2523, 24anbi12d 442 . . . . . 6 (𝑥 = {∅} → (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
2625rspcev 2656 . . . . 5 (({∅} ∈ On ∧ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
2722, 26mpan 400 . . . 4 (({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn {∅} ∧ ∀𝑦 ∈ {∅} ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))) → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
287, 18, 27syl2anc 391 . . 3 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
29 snexg 3936 . . . . 5 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ V → {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∈ V)
30 eleq2 2101 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}))
31 fneq1 4987 . . . . . . . . 9 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓 Fn 𝑥 ↔ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥))
32 fveq1 5177 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦))
33 reseq1 4606 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝑓𝑦) = ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))
3433fveq2d 5182 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (𝐺‘(𝑓𝑦)) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))
3532, 34eqeq12d 2054 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
3635ralbidv 2326 . . . . . . . . 9 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)) ↔ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))
3731, 36anbi12d 442 . . . . . . . 8 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦))) ↔ ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
3837rexbidv 2327 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → (∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦))) ↔ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))))
3930, 38anbi12d 442 . . . . . 6 (𝑓 = {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))) ↔ (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦))))))
4039spcegv 2641 . . . . 5 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∈ V → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦))))))
413, 29, 403syl 17 . . . 4 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦))))))
42 tfr.1 . . . . . 6 𝐹 = recs(𝐺)
4342eleq2i 2104 . . . . 5 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ recs(𝐺))
44 df-recs 5920 . . . . . 6 recs(𝐺) = {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))}
4544eleq2i 2104 . . . . 5 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ recs(𝐺) ↔ ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))})
46 eluniab 3592 . . . . 5 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {𝑓 ∣ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))} ↔ ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))))
4743, 45, 463bitri 195 . . . 4 (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 ↔ ∃𝑓(⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝑓 ∧ ∃𝑥 ∈ On (𝑓 Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 (𝑓𝑦) = (𝐺‘(𝑓𝑦)))))
4841, 47syl6ibr 151 . . 3 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ((⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ {⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ∧ ∃𝑥 ∈ On ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} Fn 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩}‘𝑦) = (𝐺‘({⟨∅, (𝐺‘∅)⟩} ↾ 𝑦)))) → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹))
495, 28, 48mp2and 409 . 2 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → ⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹)
50 opeldmg 4540 . . . . 5 ((∅ ∈ V ∧ (𝐺‘∅) ∈ 𝑉) → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → ∅ ∈ dom 𝐹))
511, 50mpan 400 . . . 4 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → ∅ ∈ dom 𝐹))
5242tfr2a 5936 . . . 4 (∅ ∈ dom 𝐹 → (𝐹‘∅) = (𝐺‘(𝐹 ↾ ∅)))
5351, 52syl6 29 . . 3 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → (𝐹‘∅) = (𝐺‘(𝐹 ↾ ∅))))
54 res0 4616 . . . . 5 (𝐹 ↾ ∅) = ∅
5554fveq2i 5181 . . . 4 (𝐺‘(𝐹 ↾ ∅)) = (𝐺‘∅)
5655eqeq2i 2050 . . 3 ((𝐹‘∅) = (𝐺‘(𝐹 ↾ ∅)) ↔ (𝐹‘∅) = (𝐺‘∅))
5753, 56syl6ib 150 . 2 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (⟨∅, (𝐺‘∅)⟩ ∈ 𝐹 → (𝐹‘∅) = (𝐺‘∅)))
5849, 57mpd 13 1 ((𝐺‘∅) ∈ 𝑉 → (𝐹‘∅) = (𝐺‘∅))
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 97   = wceq 1243  ∃wex 1381   ∈ wcel 1393  {cab 2026  ∀wral 2306  ∃wrex 2307  Vcvv 2557  ∅c0 3224  {csn 3375  ⟨cop 3378  ∪ cuni 3580  Oncon0 4100  suc csuc 4102  dom cdm 4345   ↾ cres 4347   Fn wfn 4897  ‘cfv 4902  recscrecs 5919 This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-in1 544  ax-in2 545  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-13 1404  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-sep 3875  ax-nul 3883  ax-pow 3927  ax-pr 3944  ax-un 4170  ax-setind 4262 This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-3an 887  df-tru 1246  df-fal 1249  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ral 2311  df-rex 2312  df-rab 2315  df-v 2559  df-sbc 2765  df-csb 2853  df-dif 2920  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-nul 3225  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-uni 3581  df-iun 3659  df-br 3765  df-opab 3819  df-mpt 3820  df-tr 3855  df-id 4030  df-iord 4103  df-on 4105  df-suc 4108  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-res 4357  df-iota 4867  df-fun 4904  df-fn 4905  df-fv 4910  df-recs 5920 This theorem is referenced by:  rdg0  5974  frec0g  5983
 Copyright terms: Public domain W3C validator