Metamath Proof Explorer


Theorem rdgssun

Description: In a recursive definition where each step expands on the previous one using a union, every previous step is a subset of every later step. (Contributed by ML, 1-Apr-2022)

Ref Expression
Hypotheses rdgssun.1 ⊢ F = w ∈ V ⟼ w ∪ B
rdgssun.2 ⊢ B ∈ V
Assertion rdgssun ⊢ X ∈ On ∧ Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rdgssun.1 ⊢ F = w ∈ V ⟼ w ∪ B
2 rdgssun.2 ⊢ B ∈ V
3 nfsbc1v ⊢ Ⅎ x [˙∅ / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
4 0ex ⊢ ∅ ∈ V
5 rzal ⊢ x = ∅ → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
6 sbceq1a ⊢ x = ∅ → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ [˙∅ / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
7 5 6 mpbid ⊢ x = ∅ → [˙∅ / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
8 3 4 7 vtoclef ⊢ [˙∅ / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
9 vex ⊢ y ∈ V
10 9 elsuc ⊢ y ∈ suc ⁡ x ↔ y ∈ x ∨ y = x
11 ssun1 ⊢ rec ⁡ F A ⁡ x ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
12 fvex ⊢ rec ⁡ F A ⁡ x ∈ V
13 2 csbex ⊢ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B ∈ V
14 12 13 unex ⊢ rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B ∈ V
15 nfcv ⊢ Ⅎ _ w A
16 nfcv ⊢ Ⅎ _ w x
17 nfmpt1 ⊢ Ⅎ _ w w ∈ V ⟼ w ∪ B
18 1 17 nfcxfr ⊢ Ⅎ _ w F
19 18 15 nfrdg ⊢ Ⅎ _ w rec ⁡ F A
20 19 16 nffv ⊢ Ⅎ _ w rec ⁡ F A ⁡ x
21 20 nfcsb1 ⊢ Ⅎ _ w ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
22 20 21 nfun ⊢ Ⅎ _ w rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
23 rdgeq1 ⊢ F = w ∈ V ⟼ w ∪ B → rec ⁡ F A = rec ⁡ w ∈ V ⟼ w ∪ B A
24 1 23 ax-mp ⊢ rec ⁡ F A = rec ⁡ w ∈ V ⟼ w ∪ B A
25 id ⊢ w = rec ⁡ F A ⁡ x → w = rec ⁡ F A ⁡ x
26 csbeq1a ⊢ w = rec ⁡ F A ⁡ x → B = ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
27 25 26 uneq12d ⊢ w = rec ⁡ F A ⁡ x → w ∪ B = rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
28 15 16 22 24 27 rdgsucmptf ⊢ x ∈ On ∧ rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B ∈ V → rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x = rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
29 14 28 mpan2 ⊢ x ∈ On → rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x = rec ⁡ F A ⁡ x ∪ ⦋ rec ⁡ F A ⁡ x / w⦌ B
30 11 29 sseqtrrid ⊢ x ∈ On → rec ⁡ F A ⁡ x ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
31 sstr2 ⊢ rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ x ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
32 30 31 syl5com ⊢ x ∈ On → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
33 32 imim2d ⊢ x ∈ On → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
34 33 imp ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
35 fveq2 ⊢ y = x → rec ⁡ F A ⁡ y = rec ⁡ F A ⁡ x
36 35 sseq1d ⊢ y = x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x ↔ rec ⁡ F A ⁡ x ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
37 30 36 syl5ibrcom ⊢ x ∈ On → y = x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
38 37 adantr ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y = x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
39 34 38 jaod ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ x ∨ y = x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
40 10 39 biimtrid ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ suc ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
41 40 ex ⊢ x ∈ On → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ suc ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
42 41 ralimdv2 ⊢ x ∈ On → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → ∀ y ∈ suc ⁡ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
43 df-sbc ⊢ [˙ suc ⁡ x / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ suc ⁡ x ∈ x | ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
44 vex ⊢ x ∈ V
45 44 sucex ⊢ suc ⁡ x ∈ V
46 fveq2 ⊢ z = suc ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ z = rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
47 46 sseq2d ⊢ z = suc ⁡ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z ↔ rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
48 47 raleqbi1dv ⊢ z = suc ⁡ x → ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z ↔ ∀ y ∈ suc ⁡ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
49 fveq2 ⊢ x = z → rec ⁡ F A ⁡ x = rec ⁡ F A ⁡ z
50 49 sseq2d ⊢ x = z → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
51 50 raleqbi1dv ⊢ x = z → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
52 51 cbvabv ⊢ x | ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x = z | ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
53 45 48 52 elab2 ⊢ suc ⁡ x ∈ x | ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ ∀ y ∈ suc ⁡ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
54 43 53 bitri ⊢ [˙ suc ⁡ x / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ ∀ y ∈ suc ⁡ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ suc ⁡ x
55 42 54 imbitrrdi ⊢ x ∈ On → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → [˙ suc ⁡ x / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
56 ssiun2 ⊢ y ∈ z → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ ⋃ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y
57 56 adantl ⊢ Lim ⁡ z ∧ y ∈ z → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ ⋃ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y
58 vex ⊢ z ∈ V
59 rdglim2a ⊢ z ∈ V ∧ Lim ⁡ z → rec ⁡ F A ⁡ z = ⋃ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y
60 58 59 mpan ⊢ Lim ⁡ z → rec ⁡ F A ⁡ z = ⋃ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y
61 60 adantr ⊢ Lim ⁡ z ∧ y ∈ z → rec ⁡ F A ⁡ z = ⋃ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y
62 57 61 sseqtrrd ⊢ Lim ⁡ z ∧ y ∈ z → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
63 62 ralrimiva ⊢ Lim ⁡ z → ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
64 df-sbc ⊢ [˙z / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ z ∈ x | ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
65 52 eleq2i ⊢ z ∈ x | ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ z ∈ z | ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
66 64 65 bitri ⊢ [˙z / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ z ∈ z | ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
67 abid ⊢ z ∈ z | ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z ↔ ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
68 66 67 bitri ⊢ [˙z / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ ∀ y ∈ z rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ z
69 63 68 sylibr ⊢ Lim ⁡ z → [˙z / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
70 69 a1d ⊢ Lim ⁡ z → ∀ x ∈ z ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → [˙z / x]˙ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
71 8 55 70 tfindes ⊢ x ∈ On → ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
72 rsp ⊢ ∀ y ∈ x rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
73 71 72 syl ⊢ x ∈ On → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x
74 eleq1 ⊢ x = X → x ∈ On ↔ X ∈ On
75 74 adantl ⊢ y = Y ∧ x = X → x ∈ On ↔ X ∈ On
76 eleq12 ⊢ y = Y ∧ x = X → y ∈ x ↔ Y ∈ X
77 fveq2 ⊢ y = Y → rec ⁡ F A ⁡ y = rec ⁡ F A ⁡ Y
78 77 adantr ⊢ y = Y ∧ x = X → rec ⁡ F A ⁡ y = rec ⁡ F A ⁡ Y
79 fveq2 ⊢ x = X → rec ⁡ F A ⁡ x = rec ⁡ F A ⁡ X
80 79 adantl ⊢ y = Y ∧ x = X → rec ⁡ F A ⁡ x = rec ⁡ F A ⁡ X
81 78 80 sseq12d ⊢ y = Y ∧ x = X → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
82 76 81 imbi12d ⊢ y = Y ∧ x = X → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
83 75 82 imbi12d ⊢ y = Y ∧ x = X → x ∈ On → y ∈ x → rec ⁡ F A ⁡ y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ x ↔ X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
84 73 83 mpbii ⊢ y = Y ∧ x = X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
85 84 ex ⊢ y = Y → x = X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
86 85 vtocleg ⊢ Y ∈ X → x = X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
87 86 com12 ⊢ x = X → Y ∈ X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
88 87 vtocleg ⊢ X ∈ On → Y ∈ X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
89 88 pm2.43b ⊢ Y ∈ X → X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
90 89 pm2.43b ⊢ X ∈ On → Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X
91 90 imp ⊢ X ∈ On ∧ Y ∈ X → rec ⁡ F A ⁡ Y ⊆ rec ⁡ F A ⁡ X