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Theorem dfrecs3

Description: The old definition of transfinite recursion. This version is preferred for development, as it demonstrates the properties of transfinite recursion without relying on well-ordered recursion. (Contributed by Scott Fenton, 3-Aug-2020)

Ref Expression
Assertion dfrecs3
|- recs ( F ) = U. { f | E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) }

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-recs
 |-  recs ( F ) = wrecs ( _E , On , F )
2 df-wrecs
 |-  wrecs ( _E , On , F ) = U. { f | E. x ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) }
3 3anass
 |-  ( ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> ( f Fn x /\ ( ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) ) )
4 vex
 |-  x e. _V
5 4 elon
 |-  ( x e. On <-> Ord x )
6 ordsson
 |-  ( Ord x -> x C_ On )
7 ordtr
 |-  ( Ord x -> Tr x )
8 6 7 jca
 |-  ( Ord x -> ( x C_ On /\ Tr x ) )
9 epweon
 |-  _E We On
10 wess
 |-  ( x C_ On -> ( _E We On -> _E We x ) )
11 9 10 mpi
 |-  ( x C_ On -> _E We x )
12 11 anim1ci
 |-  ( ( x C_ On /\ Tr x ) -> ( Tr x /\ _E We x ) )
13 df-ord
 |-  ( Ord x <-> ( Tr x /\ _E We x ) )
14 12 13 sylibr
 |-  ( ( x C_ On /\ Tr x ) -> Ord x )
15 8 14 impbii
 |-  ( Ord x <-> ( x C_ On /\ Tr x ) )
16 dftr3
 |-  ( Tr x <-> A. y e. x y C_ x )
17 ssel2
 |-  ( ( x C_ On /\ y e. x ) -> y e. On )
18 predon
 |-  ( y e. On -> Pred ( _E , On , y ) = y )
19 18 sseq1d
 |-  ( y e. On -> ( Pred ( _E , On , y ) C_ x <-> y C_ x ) )
20 17 19 syl
 |-  ( ( x C_ On /\ y e. x ) -> ( Pred ( _E , On , y ) C_ x <-> y C_ x ) )
21 20 ralbidva
 |-  ( x C_ On -> ( A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x <-> A. y e. x y C_ x ) )
22 16 21 bitr4id
 |-  ( x C_ On -> ( Tr x <-> A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) )
23 22 pm5.32i
 |-  ( ( x C_ On /\ Tr x ) <-> ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) )
24 5 15 23 3bitri
 |-  ( x e. On <-> ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) )
25 24 anbi1i
 |-  ( ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> ( ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) )
26 onelon
 |-  ( ( x e. On /\ y e. x ) -> y e. On )
27 18 reseq2d
 |-  ( y e. On -> ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) = ( f |` y ) )
28 27 fveq2d
 |-  ( y e. On -> ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) = ( F ` ( f |` y ) ) )
29 28 eqeq2d
 |-  ( y e. On -> ( ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) <-> ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
30 26 29 syl
 |-  ( ( x e. On /\ y e. x ) -> ( ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) <-> ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
31 30 ralbidva
 |-  ( x e. On -> ( A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) <-> A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
32 31 pm5.32i
 |-  ( ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
33 25 32 bitr3i
 |-  ( ( ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
34 33 anbi2i
 |-  ( ( f Fn x /\ ( ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) ) <-> ( f Fn x /\ ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) )
35 an12
 |-  ( ( f Fn x /\ ( x e. On /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) <-> ( x e. On /\ ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) )
36 3 34 35 3bitri
 |-  ( ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> ( x e. On /\ ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) )
37 36 exbii
 |-  ( E. x ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> E. x ( x e. On /\ ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) )
38 df-rex
 |-  ( E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) <-> E. x ( x e. On /\ ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) ) )
39 37 38 bitr4i
 |-  ( E. x ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) <-> E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) )
40 39 abbii
 |-  { f | E. x ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) } = { f | E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) }
41 40 unieqi
 |-  U. { f | E. x ( f Fn x /\ ( x C_ On /\ A. y e. x Pred ( _E , On , y ) C_ x ) /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` Pred ( _E , On , y ) ) ) ) } = U. { f | E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) }
42 1 2 41 3eqtri
 |-  recs ( F ) = U. { f | E. x e. On ( f Fn x /\ A. y e. x ( f ` y ) = ( F ` ( f |` y ) ) ) }