Metamath Proof Explorer


Theorem r1omhf

Description: A set is hereditarily finite iff it is finite and all of its elements are hereditarily finite. (Contributed by BTernaryTau, 19-Jan-2026)

Ref Expression
Assertion r1omhf
|- ( A e. U. ( R1 " _om ) <-> ( A e. Fin /\ A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 r1omfi
 |-  U. ( R1 " _om ) C_ Fin
2 1 sseli
 |-  ( A e. U. ( R1 " _om ) -> A e. Fin )
3 r1funlim
 |-  ( Fun R1 /\ Lim dom R1 )
4 3 simpli
 |-  Fun R1
5 eluniima
 |-  ( Fun R1 -> ( A e. U. ( R1 " _om ) <-> E. y e. _om A e. ( R1 ` y ) ) )
6 4 5 ax-mp
 |-  ( A e. U. ( R1 " _om ) <-> E. y e. _om A e. ( R1 ` y ) )
7 r19.41v
 |-  ( E. y e. _om ( A e. ( R1 ` y ) /\ x e. A ) <-> ( E. y e. _om A e. ( R1 ` y ) /\ x e. A ) )
8 r1elcl
 |-  ( ( A e. ( R1 ` y ) /\ x e. A ) -> x e. ( R1 ` y ) )
9 8 reximi
 |-  ( E. y e. _om ( A e. ( R1 ` y ) /\ x e. A ) -> E. y e. _om x e. ( R1 ` y ) )
10 7 9 sylbir
 |-  ( ( E. y e. _om A e. ( R1 ` y ) /\ x e. A ) -> E. y e. _om x e. ( R1 ` y ) )
11 6 10 sylanb
 |-  ( ( A e. U. ( R1 " _om ) /\ x e. A ) -> E. y e. _om x e. ( R1 ` y ) )
12 eluniima
 |-  ( Fun R1 -> ( x e. U. ( R1 " _om ) <-> E. y e. _om x e. ( R1 ` y ) ) )
13 4 12 ax-mp
 |-  ( x e. U. ( R1 " _om ) <-> E. y e. _om x e. ( R1 ` y ) )
14 11 13 sylibr
 |-  ( ( A e. U. ( R1 " _om ) /\ x e. A ) -> x e. U. ( R1 " _om ) )
15 14 ralrimiva
 |-  ( A e. U. ( R1 " _om ) -> A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) )
16 2 15 jca
 |-  ( A e. U. ( R1 " _om ) -> ( A e. Fin /\ A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) ) )
17 limom
 |-  Lim _om
18 r1filimi
 |-  ( ( A e. Fin /\ A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) /\ Lim _om ) -> A e. U. ( R1 " _om ) )
19 17 18 mp3an3
 |-  ( ( A e. Fin /\ A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) ) -> A e. U. ( R1 " _om ) )
20 16 19 impbii
 |-  ( A e. U. ( R1 " _om ) <-> ( A e. Fin /\ A. x e. A x e. U. ( R1 " _om ) ) )