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Theorem cflim2

Description: The cofinality function is a limit ordinal iff its argument is. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Feb-2013) (Revised by Mario Carneiro, 15-Sep-2013)

Ref Expression
Hypothesis cflim2.1 A V
Assertion cflim2 Lim A Lim cf A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cflim2.1 A V
2 rabid y y 𝒫 A | y = A y 𝒫 A y = A
3 velpw y 𝒫 A y A
4 limord Lim A Ord A
5 ordsson Ord A A On
6 sstr y A A On y On
7 6 expcom A On y A y On
8 4 5 7 3syl Lim A y A y On
9 8 imp Lim A y A y On
10 9 3adant3 Lim A y A y = A y On
11 ssel2 y On s y s On
12 eloni s On Ord s
13 ordirr Ord s ¬ s s
14 11 12 13 3syl y On s y ¬ s s
15 ssel y s s y s s
16 15 com12 s y y s s s
17 16 adantl y On s y y s s s
18 14 17 mtod y On s y ¬ y s
19 10 18 sylan Lim A y A y = A s y ¬ y s
20 simpl2 Lim A y A y = A s y y A
21 sstr y A A s y s
22 20 21 sylan Lim A y A y = A s y A s y s
23 19 22 mtand Lim A y A y = A s y ¬ A s
24 simpl3 Lim A y A y = A s y y = A
25 24 sseq1d Lim A y A y = A s y y s A s
26 23 25 mtbird Lim A y A y = A s y ¬ y s
27 unissb y s t y t s
28 26 27 sylnib Lim A y A y = A s y ¬ t y t s
29 28 nrexdv Lim A y A y = A ¬ s y t y t s
30 ssel y On s y s On
31 ssel y On t y t On
32 ontri1 t On s On t s ¬ s t
33 32 ancoms s On t On t s ¬ s t
34 vex t V
35 vex s V
36 34 35 brcnv t E -1 s s E t
37 epel s E t s t
38 36 37 bitri t E -1 s s t
39 38 notbii ¬ t E -1 s ¬ s t
40 33 39 bitr4di s On t On t s ¬ t E -1 s
41 40 a1i y On s On t On t s ¬ t E -1 s
42 30 31 41 syl2and y On s y t y t s ¬ t E -1 s
43 42 impl y On s y t y t s ¬ t E -1 s
44 43 ralbidva y On s y t y t s t y ¬ t E -1 s
45 44 rexbidva y On s y t y t s s y t y ¬ t E -1 s
46 10 45 syl Lim A y A y = A s y t y t s s y t y ¬ t E -1 s
47 29 46 mtbid Lim A y A y = A ¬ s y t y ¬ t E -1 s
48 vex y V
49 48 a1i Lim A y A y = A card y ω y V
50 epweon E We On
51 wess y On E We On E We y
52 50 51 mpi y On E We y
53 weso E We y E Or y
54 52 53 syl y On E Or y
55 cnvso E Or y E -1 Or y
56 54 55 sylib y On E -1 Or y
57 onssnum y V y On y dom card
58 48 57 mpan y On y dom card
59 cardid2 y dom card card y y
60 ensym card y y y card y
61 58 59 60 3syl y On y card y
62 nnsdom card y ω card y ω
63 ensdomtr y card y card y ω y ω
64 61 62 63 syl2an y On card y ω y ω
65 isfinite y Fin y ω
66 64 65 sylibr y On card y ω y Fin
67 wofi E -1 Or y y Fin E -1 We y
68 56 66 67 syl2an2r y On card y ω E -1 We y
69 10 68 sylan Lim A y A y = A card y ω E -1 We y
70 wefr E -1 We y E -1 Fr y
71 69 70 syl Lim A y A y = A card y ω E -1 Fr y
72 ssidd Lim A y A y = A card y ω y y
73 unieq y = y =
74 uni0 =
75 73 74 eqtrdi y = y =
76 eqeq1 y = A y = A =
77 75 76 syl5ib y = A y = A =
78 nlim0 ¬ Lim
79 limeq A = Lim A Lim
80 78 79 mtbiri A = ¬ Lim A
81 77 80 syl6 y = A y = ¬ Lim A
82 81 necon2ad y = A Lim A y
83 82 impcom Lim A y = A y
84 83 3adant2 Lim A y A y = A y
85 84 adantr Lim A y A y = A card y ω y
86 fri y V E -1 Fr y y y y s y t y ¬ t E -1 s
87 49 71 72 85 86 syl22anc Lim A y A y = A card y ω s y t y ¬ t E -1 s
88 47 87 mtand Lim A y A y = A ¬ card y ω
89 cardon card y On
90 eloni card y On Ord card y
91 ordom Ord ω
92 ordtri1 Ord ω Ord card y ω card y ¬ card y ω
93 91 92 mpan Ord card y ω card y ¬ card y ω
94 89 90 93 mp2b ω card y ¬ card y ω
95 88 94 sylibr Lim A y A y = A ω card y
96 3 95 syl3an2b Lim A y 𝒫 A y = A ω card y
97 96 3expb Lim A y 𝒫 A y = A ω card y
98 2 97 sylan2b Lim A y y 𝒫 A | y = A ω card y
99 98 ralrimiva Lim A y y 𝒫 A | y = A ω card y
100 ssiin ω y y 𝒫 A | y = A card y y y 𝒫 A | y = A ω card y
101 99 100 sylibr Lim A ω y y 𝒫 A | y = A card y
102 1 cflim3 Lim A cf A = y y 𝒫 A | y = A card y
103 101 102 sseqtrrd Lim A ω cf A
104 fvex card y V
105 104 dfiin2 y y 𝒫 A | y = A card y = x | y y 𝒫 A | y = A x = card y
106 102 105 eqtrdi Lim A cf A = x | y y 𝒫 A | y = A x = card y
107 cardlim ω card y Lim card y
108 sseq2 x = card y ω x ω card y
109 limeq x = card y Lim x Lim card y
110 108 109 bibi12d x = card y ω x Lim x ω card y Lim card y
111 107 110 mpbiri x = card y ω x Lim x
112 111 rexlimivw y y 𝒫 A | y = A x = card y ω x Lim x
113 112 ss2abi x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | ω x Lim x
114 eleq1 x = card y x On card y On
115 89 114 mpbiri x = card y x On
116 115 rexlimivw y y 𝒫 A | y = A x = card y x On
117 116 abssi x | y y 𝒫 A | y = A x = card y On
118 fvex cf A V
119 106 118 eqeltrrdi Lim A x | y y 𝒫 A | y = A x = card y V
120 intex x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | y y 𝒫 A | y = A x = card y V
121 119 120 sylibr Lim A x | y y 𝒫 A | y = A x = card y
122 onint x | y y 𝒫 A | y = A x = card y On x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | y y 𝒫 A | y = A x = card y
123 117 121 122 sylancr Lim A x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | y y 𝒫 A | y = A x = card y
124 113 123 sselid Lim A x | y y 𝒫 A | y = A x = card y x | ω x Lim x
125 106 124 eqeltrd Lim A cf A x | ω x Lim x
126 sseq2 x = cf A ω x ω cf A
127 limeq x = cf A Lim x Lim cf A
128 126 127 bibi12d x = cf A ω x Lim x ω cf A Lim cf A
129 118 128 elab cf A x | ω x Lim x ω cf A Lim cf A
130 125 129 sylib Lim A ω cf A Lim cf A
131 103 130 mpbid Lim A Lim cf A
132 eloni A On Ord A
133 ordzsl Ord A A = x On A = suc x Lim A
134 132 133 sylib A On A = x On A = suc x Lim A
135 df-3or A = x On A = suc x Lim A A = x On A = suc x Lim A
136 orcom A = x On A = suc x Lim A Lim A A = x On A = suc x
137 df-or Lim A A = x On A = suc x ¬ Lim A A = x On A = suc x
138 135 136 137 3bitri A = x On A = suc x Lim A ¬ Lim A A = x On A = suc x
139 134 138 sylib A On ¬ Lim A A = x On A = suc x
140 fveq2 A = cf A = cf
141 cf0 cf =
142 140 141 eqtrdi A = cf A =
143 limeq cf A = Lim cf A Lim
144 142 143 syl A = Lim cf A Lim
145 78 144 mtbiri A = ¬ Lim cf A
146 1n0 1 𝑜
147 df1o2 1 𝑜 =
148 147 unieqi 1 𝑜 =
149 0ex V
150 149 unisn =
151 148 150 eqtri 1 𝑜 =
152 146 151 neeqtrri 1 𝑜 1 𝑜
153 limuni Lim 1 𝑜 1 𝑜 = 1 𝑜
154 153 necon3ai 1 𝑜 1 𝑜 ¬ Lim 1 𝑜
155 152 154 ax-mp ¬ Lim 1 𝑜
156 fveq2 A = suc x cf A = cf suc x
157 cfsuc x On cf suc x = 1 𝑜
158 156 157 sylan9eqr x On A = suc x cf A = 1 𝑜
159 limeq cf A = 1 𝑜 Lim cf A Lim 1 𝑜
160 158 159 syl x On A = suc x Lim cf A Lim 1 𝑜
161 155 160 mtbiri x On A = suc x ¬ Lim cf A
162 161 rexlimiva x On A = suc x ¬ Lim cf A
163 145 162 jaoi A = x On A = suc x ¬ Lim cf A
164 139 163 syl6 A On ¬ Lim A ¬ Lim cf A
165 164 con4d A On Lim cf A Lim A
166 cff cf : On On
167 166 fdmi dom cf = On
168 167 eleq2i A dom cf A On
169 ndmfv ¬ A dom cf cf A =
170 168 169 sylnbir ¬ A On cf A =
171 170 143 syl ¬ A On Lim cf A Lim
172 78 171 mtbiri ¬ A On ¬ Lim cf A
173 172 pm2.21d ¬ A On Lim cf A Lim A
174 165 173 pm2.61i Lim cf A Lim A
175 131 174 impbii Lim A Lim cf A