Metamath Proof Explorer


Theorem axdclem2

Description: Lemma for axdc . Using the full Axiom of Choice, we can construct a choice function g on ~P dom x . From this, we can build a sequence F starting at any value s e. dom x by repeatedly applying g to the set ( Fx ) (where x is the value from the previous iteration). (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jan-2013)

Ref Expression
Hypothesis axdclem2.1 F = rec y V g z | y x z s ω
Assertion axdclem2 z s x z ran x dom x f n ω f n x f suc n

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 axdclem2.1 F = rec y V g z | y x z s ω
2 frfnom rec y V g z | y x z s ω Fn ω
3 1 fneq1i F Fn ω rec y V g z | y x z s ω Fn ω
4 2 3 mpbir F Fn ω
5 4 a1i y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F Fn ω
6 omex ω V
7 6 a1i y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x ω V
8 5 7 fnexd y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F V
9 fveq2 n = F n = F
10 suceq n = suc n = suc
11 10 fveq2d n = F suc n = F suc
12 9 11 breq12d n = F n x F suc n F x F suc
13 fveq2 n = k F n = F k
14 suceq n = k suc n = suc k
15 14 fveq2d n = k F suc n = F suc k
16 13 15 breq12d n = k F n x F suc n F k x F suc k
17 fveq2 n = suc k F n = F suc k
18 suceq n = suc k suc n = suc suc k
19 18 fveq2d n = suc k F suc n = F suc suc k
20 17 19 breq12d n = suc k F n x F suc n F suc k x F suc suc k
21 1 fveq1i F = rec y V g z | y x z s ω
22 fr0g s V rec y V g z | y x z s ω = s
23 22 elv rec y V g z | y x z s ω = s
24 21 23 eqtri F = s
25 24 breq1i F x z s x z
26 25 biimpri s x z F x z
27 26 eximi z s x z z F x z
28 peano1 ω
29 1 axdclem y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F x z ω F x F suc
30 28 29 mpi y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F x z F x F suc
31 27 30 syl3an3 y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z s x z F x F suc
32 31 3com23 y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F x F suc
33 fvex F k V
34 fvex F suc k V
35 33 34 brelrn F k x F suc k F suc k ran x
36 ssel ran x dom x F suc k ran x F suc k dom x
37 35 36 syl5 ran x dom x F k x F suc k F suc k dom x
38 34 eldm F suc k dom x z F suc k x z
39 37 38 syl6ib ran x dom x F k x F suc k z F suc k x z
40 39 ad2antll k ω y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x F k x F suc k z F suc k x z
41 peano2 k ω suc k ω
42 1 axdclem y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F suc k x z suc k ω F suc k x F suc suc k
43 41 42 syl5 y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F suc k x z k ω F suc k x F suc suc k
44 43 3expia y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F suc k x z k ω F suc k x F suc suc k
45 44 com3r k ω y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F suc k x z F suc k x F suc suc k
46 45 imp k ω y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x z F suc k x z F suc k x F suc suc k
47 40 46 syld k ω y 𝒫 dom x y g y y ran x dom x F k x F suc k F suc k x F suc suc k
48 47 3adantr2 k ω y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F k x F suc k F suc k x F suc suc k
49 48 ex k ω y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F k x F suc k F suc k x F suc suc k
50 12 16 20 32 49 finds2 n ω y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x F n x F suc n
51 50 com12 y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x n ω F n x F suc n
52 51 ralrimiv y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x n ω F n x F suc n
53 fveq1 f = F f n = F n
54 fveq1 f = F f suc n = F suc n
55 53 54 breq12d f = F f n x f suc n F n x F suc n
56 55 ralbidv f = F n ω f n x f suc n n ω F n x F suc n
57 8 52 56 spcedv y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x f n ω f n x f suc n
58 57 3exp y 𝒫 dom x y g y y z s x z ran x dom x f n ω f n x f suc n
59 vex x V
60 59 dmex dom x V
61 60 pwex 𝒫 dom x V
62 61 ac4c g y 𝒫 dom x y g y y
63 58 62 exlimiiv z s x z ran x dom x f n ω f n x f suc n