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Theorem winainflem

Description: A weakly inaccessible cardinal is infinite. (Contributed by Mario Carneiro, 29-May-2014)

Ref Expression
Assertion winainflem ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ω ⊆ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nn0suc ⊢ A ∈ ω → A = ∅ ∨ ∃ z ∈ ω A = suc ⁡ z
2 simp1 ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → A ≠ ∅
3 2 necon2bi ⊢ A = ∅ → ¬ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
4 vex ⊢ z ∈ V
5 4 sucid ⊢ z ∈ suc ⁡ z
6 eleq2 ⊢ A = suc ⁡ z → z ∈ A ↔ z ∈ suc ⁡ z
7 5 6 mpbiri ⊢ A = suc ⁡ z → z ∈ A
8 7 adantl ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → z ∈ A
9 breq1 ⊢ x = z → x ≺ y ↔ z ≺ y
10 9 rexbidv ⊢ x = z → ∃ y ∈ A x ≺ y ↔ ∃ y ∈ A z ≺ y
11 breq2 ⊢ y = w → z ≺ y ↔ z ≺ w
12 11 cbvrexvw ⊢ ∃ y ∈ A z ≺ y ↔ ∃ w ∈ A z ≺ w
13 10 12 bitrdi ⊢ x = z → ∃ y ∈ A x ≺ y ↔ ∃ w ∈ A z ≺ w
14 13 rspcv ⊢ z ∈ A → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ∃ w ∈ A z ≺ w
15 8 14 syl ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ∃ w ∈ A z ≺ w
16 eleq2 ⊢ A = suc ⁡ z → w ∈ A ↔ w ∈ suc ⁡ z
17 16 biimpa ⊢ A = suc ⁡ z ∧ w ∈ A → w ∈ suc ⁡ z
18 17 3ad2antl2 ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → w ∈ suc ⁡ z
19 nnon ⊢ z ∈ ω → z ∈ On
20 onsuc ⊢ z ∈ On → suc ⁡ z ∈ On
21 19 20 syl ⊢ z ∈ ω → suc ⁡ z ∈ On
22 eleq1 ⊢ A = suc ⁡ z → A ∈ On ↔ suc ⁡ z ∈ On
23 22 biimparc ⊢ suc ⁡ z ∈ On ∧ A = suc ⁡ z → A ∈ On
24 21 23 sylan ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → A ∈ On
25 24 3adant3 ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → A ∈ On
26 onelon ⊢ A ∈ On ∧ w ∈ A → w ∈ On
27 25 26 sylan ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → w ∈ On
28 simpl1 ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → z ∈ ω
29 28 19 syl ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → z ∈ On
30 onsssuc ⊢ w ∈ On ∧ z ∈ On → w ⊆ z ↔ w ∈ suc ⁡ z
31 27 29 30 syl2anc ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → w ⊆ z ↔ w ∈ suc ⁡ z
32 18 31 mpbird ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → w ⊆ z
33 ssdomg ⊢ z ∈ V → w ⊆ z → w ≼ z
34 4 32 33 mpsyl ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → w ≼ z
35 domnsym ⊢ w ≼ z → ¬ z ≺ w
36 34 35 syl ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y ∧ w ∈ A → ¬ z ≺ w
37 36 nrexdv ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ¬ ∃ w ∈ A z ≺ w
38 37 3expia ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ¬ ∃ w ∈ A z ≺ w
39 15 38 pm2.65d ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → ¬ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
40 39 intn3an3d ⊢ z ∈ ω ∧ A = suc ⁡ z → ¬ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
41 40 rexlimiva ⊢ ∃ z ∈ ω A = suc ⁡ z → ¬ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
42 3 41 jaoi ⊢ A = ∅ ∨ ∃ z ∈ ω A = suc ⁡ z → ¬ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
43 1 42 syl ⊢ A ∈ ω → ¬ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y
44 43 con2i ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ¬ A ∈ ω
45 ordom ⊢ Ord ⁡ ω
46 eloni ⊢ A ∈ On → Ord ⁡ A
47 46 3ad2ant2 ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → Ord ⁡ A
48 ordtri1 ⊢ Ord ⁡ ω ∧ Ord ⁡ A → ω ⊆ A ↔ ¬ A ∈ ω
49 45 47 48 sylancr ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ω ⊆ A ↔ ¬ A ∈ ω
50 44 49 mpbird ⊢ A ≠ ∅ ∧ A ∈ On ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≺ y → ω ⊆ A