Metamath Proof Explorer


Theorem rankval3b

Description: The value of the rank function expressed recursively: the rank of a set is the smallest ordinal number containing the ranks of all members of the set. Proposition 9.17 of TakeutiZaring p. 79. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Nov-2014)

Ref Expression
Assertion rankval3b ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → rank ⁡ A = ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rankon ⊢ rank ⁡ A ∈ On
2 simprl ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → x ∈ On
3 ontri1 ⊢ rank ⁡ A ∈ On ∧ x ∈ On → rank ⁡ A ⊆ x ↔ ¬ x ∈ rank ⁡ A
4 1 2 3 sylancr ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → rank ⁡ A ⊆ x ↔ ¬ x ∈ rank ⁡ A
5 4 con2bid ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → x ∈ rank ⁡ A ↔ ¬ rank ⁡ A ⊆ x
6 r1elssi ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → A ⊆ ⋃ R1 On
7 6 adantr ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A → A ⊆ ⋃ R1 On
8 7 sselda ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A ∧ y ∈ A → y ∈ ⋃ R1 On
9 rankdmr1 ⊢ rank ⁡ A ∈ dom ⁡ R1
10 r1dmlim ⊢ Lim ⁡ dom ⁡ R1
11 limord ⊢ Lim ⁡ dom ⁡ R1 → Ord ⁡ dom ⁡ R1
12 ordtr1 ⊢ Ord ⁡ dom ⁡ R1 → x ∈ rank ⁡ A ∧ rank ⁡ A ∈ dom ⁡ R1 → x ∈ dom ⁡ R1
13 10 11 12 mp2b ⊢ x ∈ rank ⁡ A ∧ rank ⁡ A ∈ dom ⁡ R1 → x ∈ dom ⁡ R1
14 9 13 mpan2 ⊢ x ∈ rank ⁡ A → x ∈ dom ⁡ R1
15 14 ad2antlr ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A ∧ y ∈ A → x ∈ dom ⁡ R1
16 rankr1ag ⊢ y ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ dom ⁡ R1 → y ∈ R1 ⁡ x ↔ rank ⁡ y ∈ x
17 8 15 16 syl2anc ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A ∧ y ∈ A → y ∈ R1 ⁡ x ↔ rank ⁡ y ∈ x
18 17 ralbidva ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A → ∀ y ∈ A y ∈ R1 ⁡ x ↔ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x
19 18 biimpar ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ rank ⁡ A ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → ∀ y ∈ A y ∈ R1 ⁡ x
20 19 an32s ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → ∀ y ∈ A y ∈ R1 ⁡ x
21 dfss3 ⊢ A ⊆ R1 ⁡ x ↔ ∀ y ∈ A y ∈ R1 ⁡ x
22 20 21 sylibr ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → A ⊆ R1 ⁡ x
23 simpll ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → A ∈ ⋃ R1 On
24 14 adantl ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → x ∈ dom ⁡ R1
25 rankr1bg ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ dom ⁡ R1 → A ⊆ R1 ⁡ x ↔ rank ⁡ A ⊆ x
26 23 24 25 syl2anc ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → A ⊆ R1 ⁡ x ↔ rank ⁡ A ⊆ x
27 22 26 mpbid ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ∧ x ∈ rank ⁡ A → rank ⁡ A ⊆ x
28 27 ex ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → x ∈ rank ⁡ A → rank ⁡ A ⊆ x
29 28 adantrl ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → x ∈ rank ⁡ A → rank ⁡ A ⊆ x
30 5 29 sylbird ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → ¬ rank ⁡ A ⊆ x → rank ⁡ A ⊆ x
31 30 pm2.18d ⊢ A ∈ ⋃ R1 On ∧ x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → rank ⁡ A ⊆ x
32 31 ex ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → rank ⁡ A ⊆ x
33 32 alrimiv ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → ∀ x x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → rank ⁡ A ⊆ x
34 ssintab ⊢ rank ⁡ A ⊆ ⋂ x | x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ↔ ∀ x x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x → rank ⁡ A ⊆ x
35 33 34 sylibr ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → rank ⁡ A ⊆ ⋂ x | x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x
36 df-rab ⊢ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x = x | x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x
37 36 inteqi ⊢ ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x = ⋂ x | x ∈ On ∧ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x
38 35 37 sseqtrrdi ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → rank ⁡ A ⊆ ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x
39 rankelb ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → y ∈ A → rank ⁡ y ∈ rank ⁡ A
40 39 ralrimiv ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ rank ⁡ A
41 eleq2 ⊢ x = rank ⁡ A → rank ⁡ y ∈ x ↔ rank ⁡ y ∈ rank ⁡ A
42 41 ralbidv ⊢ x = rank ⁡ A → ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ↔ ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ rank ⁡ A
43 42 onintss ⊢ rank ⁡ A ∈ On → ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ rank ⁡ A → ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ⊆ rank ⁡ A
44 1 40 43 mpsyl ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x ⊆ rank ⁡ A
45 38 44 eqssd ⊢ A ∈ ⋃ R1 On → rank ⁡ A = ⋂ x ∈ On | ∀ y ∈ A rank ⁡ y ∈ x