Metamath Proof Explorer


Theorem cnfcom2lem

Description: Lemma for cnfcom2 . (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2015) (Revised by AV, 3-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses cnfcom.s โŠข ๐‘† = dom ( ฯ‰ CNF ๐ด )
cnfcom.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ On )
cnfcom.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) )
cnfcom.f โŠข ๐น = ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต )
cnfcom.g โŠข ๐บ = OrdIso ( E , ( ๐น supp โˆ… ) )
cnfcom.h โŠข ๐ป = seqฯ‰ ( ( ๐‘˜ โˆˆ V , ๐‘ง โˆˆ V โ†ฆ ( ๐‘€ +o ๐‘ง ) ) , โˆ… )
cnfcom.t โŠข ๐‘‡ = seqฯ‰ ( ( ๐‘˜ โˆˆ V , ๐‘“ โˆˆ V โ†ฆ ๐พ ) , โˆ… )
cnfcom.m โŠข ๐‘€ = ( ( ฯ‰ โ†‘o ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยทo ( ๐น โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
cnfcom.k โŠข ๐พ = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘€ โ†ฆ ( dom ๐‘“ +o ๐‘ฅ ) ) โˆช โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐‘“ โ†ฆ ( ๐‘€ +o ๐‘ฅ ) ) )
cnfcom.w โŠข ๐‘Š = ( ๐บ โ€˜ โˆช dom ๐บ )
cnfcom2.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ต )
Assertion cnfcom2lem ( ๐œ‘ โ†’ dom ๐บ = suc โˆช dom ๐บ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cnfcom.s โŠข ๐‘† = dom ( ฯ‰ CNF ๐ด )
2 cnfcom.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ On )
3 cnfcom.b โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) )
4 cnfcom.f โŠข ๐น = ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต )
5 cnfcom.g โŠข ๐บ = OrdIso ( E , ( ๐น supp โˆ… ) )
6 cnfcom.h โŠข ๐ป = seqฯ‰ ( ( ๐‘˜ โˆˆ V , ๐‘ง โˆˆ V โ†ฆ ( ๐‘€ +o ๐‘ง ) ) , โˆ… )
7 cnfcom.t โŠข ๐‘‡ = seqฯ‰ ( ( ๐‘˜ โˆˆ V , ๐‘“ โˆˆ V โ†ฆ ๐พ ) , โˆ… )
8 cnfcom.m โŠข ๐‘€ = ( ( ฯ‰ โ†‘o ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) ยทo ( ๐น โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘˜ ) ) )
9 cnfcom.k โŠข ๐พ = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘€ โ†ฆ ( dom ๐‘“ +o ๐‘ฅ ) ) โˆช โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ dom ๐‘“ โ†ฆ ( ๐‘€ +o ๐‘ฅ ) ) )
10 cnfcom.w โŠข ๐‘Š = ( ๐บ โ€˜ โˆช dom ๐บ )
11 cnfcom2.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ… โˆˆ ๐ต )
12 n0i โŠข ( โˆ… โˆˆ ๐ต โ†’ ยฌ ๐ต = โˆ… )
13 11 12 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ๐ต = โˆ… )
14 omelon โŠข ฯ‰ โˆˆ On
15 14 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ฯ‰ โˆˆ On )
16 1 15 2 cantnff1o โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ๐‘† โ€“1-1-ontoโ†’ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) )
17 f1ocnv โŠข ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ๐‘† โ€“1-1-ontoโ†’ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โ†’ โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐‘† )
18 f1of โŠข ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ๐‘† โ†’ โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โŸถ ๐‘† )
19 16 17 18 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โŸถ ๐‘† )
20 19 3 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต ) โˆˆ ๐‘† )
21 4 20 eqeltrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐‘† )
22 1 15 2 cantnfs โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โˆˆ ๐‘† โ†” ( ๐น : ๐ด โŸถ ฯ‰ โˆง ๐น finSupp โˆ… ) ) )
23 21 22 mpbid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น : ๐ด โŸถ ฯ‰ โˆง ๐น finSupp โˆ… ) )
24 23 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ ฯ‰ )
25 24 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐น : ๐ด โŸถ ฯ‰ )
26 25 feqmptd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
27 dif0 โŠข ( ๐ด โˆ– โˆ… ) = ๐ด
28 27 eleq2i โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ด โˆ– โˆ… ) โ†” ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด )
29 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ dom ๐บ = โˆ… )
30 ovexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น supp โˆ… ) โˆˆ V )
31 1 15 2 5 21 cantnfcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( E We ( ๐น supp โˆ… ) โˆง dom ๐บ โˆˆ ฯ‰ ) )
32 31 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ E We ( ๐น supp โˆ… ) )
33 5 oien โŠข ( ( ( ๐น supp โˆ… ) โˆˆ V โˆง E We ( ๐น supp โˆ… ) ) โ†’ dom ๐บ โ‰ˆ ( ๐น supp โˆ… ) )
34 30 32 33 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ dom ๐บ โ‰ˆ ( ๐น supp โˆ… ) )
35 34 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ dom ๐บ โ‰ˆ ( ๐น supp โˆ… ) )
36 29 35 eqbrtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ โˆ… โ‰ˆ ( ๐น supp โˆ… ) )
37 36 ensymd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ๐น supp โˆ… ) โ‰ˆ โˆ… )
38 en0 โŠข ( ( ๐น supp โˆ… ) โ‰ˆ โˆ… โ†” ( ๐น supp โˆ… ) = โˆ… )
39 37 38 sylib โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ๐น supp โˆ… ) = โˆ… )
40 ss0b โŠข ( ( ๐น supp โˆ… ) โІ โˆ… โ†” ( ๐น supp โˆ… ) = โˆ… )
41 39 40 sylibr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ๐น supp โˆ… ) โІ โˆ… )
42 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐ด โˆˆ On )
43 0ex โŠข โˆ… โˆˆ V
44 43 a1i โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ โˆ… โˆˆ V )
45 25 41 42 44 suppssr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ด โˆ– โˆ… ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = โˆ… )
46 28 45 sylan2br โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) = โˆ… )
47 46 mpteq2dva โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ โˆ… ) )
48 26 47 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ โˆ… ) )
49 fconstmpt โŠข ( ๐ด ร— { โˆ… } ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ด โ†ฆ โˆ… )
50 48 49 eqtr4di โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐น = ( ๐ด ร— { โˆ… } ) )
51 50 fveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐น ) = ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( ๐ด ร— { โˆ… } ) ) )
52 4 fveq2i โŠข ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐น ) = ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต ) )
53 f1ocnvfv2 โŠข ( ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) : ๐‘† โ€“1-1-ontoโ†’ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) โˆง ๐ต โˆˆ ( ฯ‰ โ†‘o ๐ด ) ) โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต ) ) = ๐ต )
54 16 3 53 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( โ—ก ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐ต ) ) = ๐ต )
55 52 54 eqtrid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐น ) = ๐ต )
56 55 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ๐น ) = ๐ต )
57 peano1 โŠข โˆ… โˆˆ ฯ‰
58 57 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ… โˆˆ ฯ‰ )
59 1 15 2 58 cantnf0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( ๐ด ร— { โˆ… } ) ) = โˆ… )
60 59 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ( ( ฯ‰ CNF ๐ด ) โ€˜ ( ๐ด ร— { โˆ… } ) ) = โˆ… )
61 51 56 60 3eqtr3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง dom ๐บ = โˆ… ) โ†’ ๐ต = โˆ… )
62 13 61 mtand โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ dom ๐บ = โˆ… )
63 nnlim โŠข ( dom ๐บ โˆˆ ฯ‰ โ†’ ยฌ Lim dom ๐บ )
64 31 63 simpl2im โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ Lim dom ๐บ )
65 ioran โŠข ( ยฌ ( dom ๐บ = โˆ… โˆจ Lim dom ๐บ ) โ†” ( ยฌ dom ๐บ = โˆ… โˆง ยฌ Lim dom ๐บ ) )
66 62 64 65 sylanbrc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ ( dom ๐บ = โˆ… โˆจ Lim dom ๐บ ) )
67 5 oicl โŠข Ord dom ๐บ
68 unizlim โŠข ( Ord dom ๐บ โ†’ ( dom ๐บ = โˆช dom ๐บ โ†” ( dom ๐บ = โˆ… โˆจ Lim dom ๐บ ) ) )
69 67 68 ax-mp โŠข ( dom ๐บ = โˆช dom ๐บ โ†” ( dom ๐บ = โˆ… โˆจ Lim dom ๐บ ) )
70 66 69 sylnibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยฌ dom ๐บ = โˆช dom ๐บ )
71 orduniorsuc โŠข ( Ord dom ๐บ โ†’ ( dom ๐บ = โˆช dom ๐บ โˆจ dom ๐บ = suc โˆช dom ๐บ ) )
72 67 71 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( dom ๐บ = โˆช dom ๐บ โˆจ dom ๐บ = suc โˆช dom ๐บ ) )
73 72 ord โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ยฌ dom ๐บ = โˆช dom ๐บ โ†’ dom ๐บ = suc โˆช dom ๐บ ) )
74 70 73 mpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ dom ๐บ = suc โˆช dom ๐บ )