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Theorem ttrclselem2

Description: Lemma for ttrclse . Show that a suc N element long chain gives membership in the N -th predecessor class and vice-versa. (Contributed by Scott Fenton, 31-Oct-2024)

Ref Expression
Hypothesis ttrclselem.1 F=recbVwbPredRAwPredRAX
Assertion ttrclselem2 NωRSeAXAffFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsucayFN

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ttrclselem.1 F=recbVwbPredRAwPredRAX
2 suceq m=sucm=suc
3 df-1o 1𝑜=suc
4 2 3 eqtr4di m=sucm=1𝑜
5 suceq sucm=1𝑜sucsucm=suc1𝑜
6 4 5 syl m=sucsucm=suc1𝑜
7 6 fneq2d m=fFnsucsucmfFnsuc1𝑜
8 4 fveqeq2d m=fsucm=Xf1𝑜=X
9 8 anbi2d m=f=yfsucm=Xf=yf1𝑜=X
10 df1o2 1𝑜=
11 4 10 eqtrdi m=sucm=
12 11 raleqdv m=asucmfaRAfsucaafaRAfsuca
13 0ex V
14 fveq2 a=fa=f
15 suceq a=suca=suc
16 15 3 eqtr4di a=suca=1𝑜
17 16 fveq2d a=fsuca=f1𝑜
18 14 17 breq12d a=faRAfsucafRAf1𝑜
19 13 18 ralsn afaRAfsucafRAf1𝑜
20 12 19 bitrdi m=asucmfaRAfsucafRAf1𝑜
21 7 9 20 3anbi123d m=fFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucafFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜
22 21 exbidv m=ffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucaffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜
23 fveq2 m=Fm=F
24 23 eleq2d m=yFmyF
25 22 24 bibi12d m=ffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yF
26 25 albidv m=yffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmyffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yF
27 26 imbi2d m=RSeAXAyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmRSeAXAyffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yF
28 suceq m=nsucm=sucn
29 suceq sucm=sucnsucsucm=sucsucn
30 28 29 syl m=nsucsucm=sucsucn
31 30 fneq2d m=nfFnsucsucmfFnsucsucn
32 28 fveqeq2d m=nfsucm=Xfsucn=X
33 32 anbi2d m=nf=yfsucm=Xf=yfsucn=X
34 28 raleqdv m=nasucmfaRAfsucaasucnfaRAfsuca
35 fveq2 a=cfa=fc
36 suceq a=csuca=succ
37 36 fveq2d a=cfsuca=fsucc
38 35 37 breq12d a=cfaRAfsucafcRAfsucc
39 38 cbvralvw asucnfaRAfsucacsucnfcRAfsucc
40 34 39 bitrdi m=nasucmfaRAfsucacsucnfcRAfsucc
41 31 33 40 3anbi123d m=nfFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucafFnsucsucnf=yfsucn=XcsucnfcRAfsucc
42 41 exbidv m=nffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucaffFnsucsucnf=yfsucn=XcsucnfcRAfsucc
43 fneq1 f=gfFnsucsucngFnsucsucn
44 fveq1 f=gf=g
45 44 eqeq1d f=gf=yg=y
46 fveq1 f=gfsucn=gsucn
47 46 eqeq1d f=gfsucn=Xgsucn=X
48 45 47 anbi12d f=gf=yfsucn=Xg=ygsucn=X
49 fveq1 f=gfc=gc
50 fveq1 f=gfsucc=gsucc
51 49 50 breq12d f=gfcRAfsuccgcRAgsucc
52 51 ralbidv f=gcsucnfcRAfsucccsucngcRAgsucc
53 43 48 52 3anbi123d f=gfFnsucsucnf=yfsucn=XcsucnfcRAfsuccgFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsucc
54 53 cbvexvw ffFnsucsucnf=yfsucn=XcsucnfcRAfsuccggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsucc
55 42 54 bitrdi m=nffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucaggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsucc
56 fveq2 m=nFm=Fn
57 56 eleq2d m=nyFmyFn
58 55 57 bibi12d m=nffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccyFn
59 58 albidv m=nyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmyggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccyFn
60 eqeq2 y=zg=yg=z
61 60 anbi1d y=zg=ygsucn=Xg=zgsucn=X
62 61 3anbi2d y=zgFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccgFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucc
63 62 exbidv y=zggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucc
64 eleq1 y=zyFnzFn
65 63 64 bibi12d y=zggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccyFnggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFn
66 65 cbvalvw yggFnsucsucng=ygsucn=XcsucngcRAgsuccyFnzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFn
67 59 66 bitrdi m=nyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFn
68 67 imbi2d m=nRSeAXAyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmRSeAXAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFn
69 suceq m=sucnsucm=sucsucn
70 suceq sucm=sucsucnsucsucm=sucsucsucn
71 69 70 syl m=sucnsucsucm=sucsucsucn
72 71 fneq2d m=sucnfFnsucsucmfFnsucsucsucn
73 69 fveqeq2d m=sucnfsucm=Xfsucsucn=X
74 73 anbi2d m=sucnf=yfsucm=Xf=yfsucsucn=X
75 69 raleqdv m=sucnasucmfaRAfsucaasucsucnfaRAfsuca
76 72 74 75 3anbi123d m=sucnfFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucafFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsuca
77 76 exbidv m=sucnffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucaffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsuca
78 fveq2 m=sucnFm=Fsucn
79 78 eleq2d m=sucnyFmyFsucn
80 77 79 bibi12d m=sucnffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsucayFsucn
81 80 albidv m=sucnyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmyffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsucayFsucn
82 81 imbi2d m=sucnRSeAXAyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmRSeAXAyffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsucayFsucn
83 suceq m=Nsucm=sucN
84 suceq sucm=sucNsucsucm=sucsucN
85 83 84 syl m=Nsucsucm=sucsucN
86 85 fneq2d m=NfFnsucsucmfFnsucsucN
87 83 fveqeq2d m=Nfsucm=XfsucN=X
88 87 anbi2d m=Nf=yfsucm=Xf=yfsucN=X
89 83 raleqdv m=NasucmfaRAfsucaasucNfaRAfsuca
90 86 88 89 3anbi123d m=NfFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucafFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsuca
91 90 exbidv m=NffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucaffFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsuca
92 fveq2 m=NFm=FN
93 92 eleq2d m=NyFmyFN
94 91 93 bibi12d m=NffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmffFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsucayFN
95 94 albidv m=NyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmyffFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsucayFN
96 95 imbi2d m=NRSeAXAyffFnsucsucmf=yfsucm=XasucmfaRAfsucayFmRSeAXAyffFnsucsucNf=yfsucN=XasucNfaRAfsucayFN
97 eqeq2 x=Xf1𝑜=xf1𝑜=X
98 97 anbi2d x=Xf=yf1𝑜=xf=yf1𝑜=X
99 98 anbi2d x=XfFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=xfFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=X
100 99 exbidv x=XffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=xffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=X
101 vex yV
102 vex xV
103 101 102 ifex ifb=yxV
104 eqid bsuc1𝑜ifb=yx=bsuc1𝑜ifb=yx
105 103 104 fnmpti bsuc1𝑜ifb=yxFnsuc1𝑜
106 equid y=y
107 equid x=x
108 106 107 pm3.2i y=yx=x
109 1oex 1𝑜V
110 109 sucex suc1𝑜V
111 110 mptex bsuc1𝑜ifb=yxV
112 fneq1 f=bsuc1𝑜ifb=yxfFnsuc1𝑜bsuc1𝑜ifb=yxFnsuc1𝑜
113 fveq1 f=bsuc1𝑜ifb=yxf=bsuc1𝑜ifb=yx
114 1on 1𝑜On
115 114 onordi Ord1𝑜
116 0elsuc Ord1𝑜suc1𝑜
117 iftrue b=ifb=yx=y
118 117 104 101 fvmpt suc1𝑜bsuc1𝑜ifb=yx=y
119 115 116 118 mp2b bsuc1𝑜ifb=yx=y
120 113 119 eqtrdi f=bsuc1𝑜ifb=yxf=y
121 120 eqeq1d f=bsuc1𝑜ifb=yxf=yy=y
122 fveq1 f=bsuc1𝑜ifb=yxf1𝑜=bsuc1𝑜ifb=yx1𝑜
123 109 sucid 1𝑜suc1𝑜
124 eqeq1 b=1𝑜b=1𝑜=
125 124 ifbid b=1𝑜ifb=yx=if1𝑜=yx
126 1n0 1𝑜
127 126 neii ¬1𝑜=
128 127 iffalsei if1𝑜=yx=x
129 125 128 eqtrdi b=1𝑜ifb=yx=x
130 129 104 102 fvmpt 1𝑜suc1𝑜bsuc1𝑜ifb=yx1𝑜=x
131 123 130 ax-mp bsuc1𝑜ifb=yx1𝑜=x
132 122 131 eqtrdi f=bsuc1𝑜ifb=yxf1𝑜=x
133 132 eqeq1d f=bsuc1𝑜ifb=yxf1𝑜=xx=x
134 121 133 anbi12d f=bsuc1𝑜ifb=yxf=yf1𝑜=xy=yx=x
135 112 134 anbi12d f=bsuc1𝑜ifb=yxfFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=xbsuc1𝑜ifb=yxFnsuc1𝑜y=yx=x
136 111 135 spcev bsuc1𝑜ifb=yxFnsuc1𝑜y=yx=xffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=x
137 105 108 136 mp2an ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=x
138 100 137 vtoclg XAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=X
139 138 adantl RSeAXAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=X
140 139 biantrurd RSeAXAyAyRXffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyAyRX
141 101 elpred XAyPredRAXyAyRX
142 141 adantl RSeAXAyPredRAXyAyRX
143 brres XAyRAXyAyRX
144 143 adantl RSeAXAyRAXyAyRX
145 144 anbi2d RSeAXAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAXffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyAyRX
146 140 142 145 3bitr4rd RSeAXAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAXyPredRAX
147 df-3an fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜
148 breq12 f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yRAX
149 148 adantl fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yRAX
150 149 pm5.32i fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
151 147 150 bitri fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜fFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
152 151 exbii ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
153 19.41v ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAXffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
154 152 153 bitri ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
155 154 a1i RSeAXAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜ffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XyRAX
156 1 fveq1i F=recbVwbPredRAwPredRAX
157 setlikespec XARSeAPredRAXV
158 157 ancoms RSeAXAPredRAXV
159 rdg0g PredRAXVrecbVwbPredRAwPredRAX=PredRAX
160 158 159 syl RSeAXArecbVwbPredRAwPredRAX=PredRAX
161 156 160 eqtrid RSeAXAF=PredRAX
162 161 eleq2d RSeAXAyFyPredRAX
163 146 155 162 3bitr4d RSeAXAffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yF
164 163 alrimiv RSeAXAyffFnsuc1𝑜f=yf1𝑜=XfRAf1𝑜yF
165 eliun yzFnPredRAzzFnyPredRAz
166 df-rex zFnyPredRAzzzFnyPredRAz
167 165 166 bitri yzFnPredRAzzzFnyPredRAz
168 101 elpred zVyPredRAzyAyRz
169 168 elv yPredRAzyAyRz
170 169 anbi2i zFnyPredRAzzFnyAyRz
171 anbi1 ggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRzzFnyAyRz
172 170 171 bitr4id ggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnzFnyPredRAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
173 172 alexbii zggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnzzFnyPredRAzzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
174 173 3ad2ant3 nωRSeAXAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnzzFnyPredRAzzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
175 167 174 bitrid nωRSeAXAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnyzFnPredRAzzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
176 nnon nωnOn
177 fvex FnV
178 1 ttrclselem1 nωFnA
179 178 adantr nωRSeAFnA
180 dfse3 RSeAzAPredRAzV
181 180 biimpi RSeAzAPredRAzV
182 181 adantl nωRSeAzAPredRAzV
183 ssralv FnAzAPredRAzVzFnPredRAzV
184 179 182 183 sylc nωRSeAzFnPredRAzV
185 184 adantrr nωRSeAXAzFnPredRAzV
186 iunexg FnVzFnPredRAzVzFnPredRAzV
187 177 185 186 sylancr nωRSeAXAzFnPredRAzV
188 nfcv _bPredRAX
189 nfcv _bn
190 nfmpt1 _bbVwbPredRAw
191 190 188 nfrdg _brecbVwbPredRAwPredRAX
192 1 191 nfcxfr _bF
193 192 189 nffv _bFn
194 nfcv _bPredRAz
195 193 194 nfiun _bzFnPredRAz
196 predeq3 w=zPredRAw=PredRAz
197 196 cbviunv wbPredRAw=zbPredRAz
198 iuneq1 b=FnzbPredRAz=zFnPredRAz
199 197 198 eqtrid b=FnwbPredRAw=zFnPredRAz
200 188 189 195 1 199 rdgsucmptf nOnzFnPredRAzVFsucn=zFnPredRAz
201 176 187 200 syl2an2r nωRSeAXAFsucn=zFnPredRAz
202 201 3adant3 nωRSeAXAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnFsucn=zFnPredRAz
203 202 eleq2d nωRSeAXAzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucczFnyFsucnyzFnPredRAz
204 eqeq2 x=Xfsucsucn=xfsucsucn=X
205 204 anbi2d x=Xf=yfsucsucn=xf=yfsucsucn=X
206 205 3anbi2d x=XfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucafFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsuca
207 206 exbidv x=XffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucaffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsuca
208 eqeq2 x=Xgsucn=xgsucn=X
209 208 anbi2d x=Xg=zgsucn=xg=zgsucn=X
210 209 3anbi2d x=XgFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccgFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucc
211 210 exbidv x=XggFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsucc
212 211 anbi1d x=XggFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccyAyRzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
213 212 exbidv x=XzggFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccyAyRzzggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
214 207 213 bibi12d x=XffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucazggFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccyAyRzffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsucazggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
215 214 imbi2d x=XnωffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucazggFnsucsucng=zgsucn=xcsucngcRAgsuccyAyRznωffFnsucsucsucnf=yfsucsucn=XasucsucnfaRAfsucazggFnsucsucng=zgsucn=XcsucngcRAgsuccyAyRz
216 fvex fsucbV
217 eqid bsucsucnfsucb=bsucsucnfsucb
218 216 217 fnmpti bsucsucnfsucbFnsucsucn
219 218 a1i nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucabsucsucnfsucbFnsucsucn
220 peano2 nωsucnω
221 220 adantr nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucasucnω
222 nnord sucnωOrdsucn
223 221 222 syl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucaOrdsucn
224 0elsuc Ordsucnsucsucn
225 223 224 syl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucasucsucn
226 suceq b=sucb=suc
227 226 fveq2d b=fsucb=fsuc
228 fvex fsucV
229 227 217 228 fvmpt sucsucnbsucsucnfsucb=fsuc
230 225 229 syl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucabsucsucnfsucb=fsuc
231 vex nV
232 231 sucex sucnV
233 232 sucid sucnsucsucn
234 suceq b=sucnsucb=sucsucn
235 234 fveq2d b=sucnfsucb=fsucsucn
236 fvex fsucsucnV
237 235 217 236 fvmpt sucnsucsucnbsucsucnfsucbsucn=fsucsucn
238 233 237 mp1i nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucabsucsucnfsucbsucn=fsucsucn
239 simpr2r nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucafsucsucn=x
240 238 239 eqtrd nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucabsucsucnfsucbsucn=x
241 fveq2 a=succfa=fsucc
242 suceq a=succsuca=sucsucc
243 242 fveq2d a=succfsuca=fsucsucc
244 241 243 breq12d a=succfaRAfsucafsuccRAfsucsucc
245 simplr3 nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnasucsucnfaRAfsuca
246 ordsucelsuc Ordsucncsucnsuccsucsucn
247 223 246 syl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnsuccsucsucn
248 247 biimpa nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnsuccsucsucn
249 244 245 248 rspcdva nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnfsuccRAfsucsucc
250 elelsuc csucncsucsucn
251 suceq b=csucb=succ
252 251 fveq2d b=cfsucb=fsucc
253 fvex fsuccV
254 252 217 253 fvmpt csucsucnbsucsucnfsucbc=fsucc
255 250 254 syl csucnbsucsucnfsucbc=fsucc
256 255 adantl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnbsucsucnfsucbc=fsucc
257 suceq b=succsucb=sucsucc
258 257 fveq2d b=succfsucb=fsucsucc
259 fvex fsucsuccV
260 258 217 259 fvmpt succsucsucnbsucsucnfsucbsucc=fsucsucc
261 248 260 syl nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnbsucsucnfsucbsucc=fsucsucc
262 249 256 261 3brtr4d nωfFnsucsucsucnf=yfsucsucn=xasucsucnfaRAfsucacsucnbsucsucnfsucbcRAbsucsucnfsucbsucc
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