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Theorem inatsk

Description: ( R1A ) for A a strongly inaccessible cardinal is a Tarski class. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion inatsk ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑅1𝐴 ) ∈ Tarski )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 inawina ( 𝐴 ∈ Inacc → 𝐴 ∈ Inaccw )
2 winaon ( 𝐴 ∈ Inaccw𝐴 ∈ On )
3 winalim ( 𝐴 ∈ Inaccw → Lim 𝐴 )
4 r1lim ( ( 𝐴 ∈ On ∧ Lim 𝐴 ) → ( 𝑅1𝐴 ) = 𝑦𝐴 ( 𝑅1𝑦 ) )
5 2 3 4 syl2anc ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑅1𝐴 ) = 𝑦𝐴 ( 𝑅1𝑦 ) )
6 5 eleq2d ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ↔ 𝑥 𝑦𝐴 ( 𝑅1𝑦 ) ) )
7 eliun ( 𝑥 𝑦𝐴 ( 𝑅1𝑦 ) ↔ ∃ 𝑦𝐴 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) )
8 6 7 bitrdi ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ↔ ∃ 𝑦𝐴 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) ) )
9 onelon ( ( 𝐴 ∈ On ∧ 𝑦𝐴 ) → 𝑦 ∈ On )
10 2 9 sylan ( ( 𝐴 ∈ Inaccw𝑦𝐴 ) → 𝑦 ∈ On )
11 r1pw ( 𝑦 ∈ On → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) ↔ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ) )
12 10 11 syl ( ( 𝐴 ∈ Inaccw𝑦𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) ↔ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ) )
13 limsuc ( Lim 𝐴 → ( 𝑦𝐴 ↔ suc 𝑦𝐴 ) )
14 3 13 syl ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑦𝐴 ↔ suc 𝑦𝐴 ) )
15 r1ord2 ( 𝐴 ∈ On → ( suc 𝑦𝐴 → ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
16 2 15 syl ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( suc 𝑦𝐴 → ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
17 14 16 sylbid ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑦𝐴 → ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
18 17 imp ( ( 𝐴 ∈ Inaccw𝑦𝐴 ) → ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) )
19 18 sseld ( ( 𝐴 ∈ Inaccw𝑦𝐴 ) → ( 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝑦 ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
20 12 19 sylbid ( ( 𝐴 ∈ Inaccw𝑦𝐴 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
21 20 rexlimdva ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( ∃ 𝑦𝐴 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝑦 ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
22 8 21 sylbid ( 𝐴 ∈ Inaccw → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
23 1 22 syl ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
24 23 imp ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) → 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) )
25 elssuni ( 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝒫 𝑥 ( 𝑅1𝐴 ) )
26 r1tr2 ( 𝑅1𝐴 ) ⊆ ( 𝑅1𝐴 )
27 25 26 sstrdi ( 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝒫 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) )
28 24 27 jccil ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( 𝒫 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
29 28 ralrimiva ( 𝐴 ∈ Inacc → ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝒫 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
30 1 2 syl ( 𝐴 ∈ Inacc → 𝐴 ∈ On )
31 r1suc ( 𝐴 ∈ On → ( 𝑅1 ‘ suc 𝐴 ) = 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) )
32 31 eleq2d ( 𝐴 ∈ On → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝐴 ) ↔ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) )
33 30 32 syl ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝐴 ) ↔ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) )
34 rankr1ai ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝐴 ) → ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ suc 𝐴 )
35 33 34 syl6bir ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) → ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ suc 𝐴 ) )
36 35 imp ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ suc 𝐴 )
37 fvex ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ V
38 37 elsuc ( ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ suc 𝐴 ↔ ( ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ∨ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) )
39 36 38 sylib ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ∨ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) )
40 39 orcomd ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ∨ ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ) )
41 fvex ( 𝑅1𝐴 ) ∈ V
42 elpwi ( 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) )
43 42 ad2antlr ( ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) )
44 ssdomg ( ( 𝑅1𝐴 ) ∈ V → ( 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥 ≼ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
45 41 43 44 mpsyl ( ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → 𝑥 ≼ ( 𝑅1𝐴 ) )
46 rankcf ¬ 𝑥 ≺ ( cf ‘ ( rank ‘ 𝑥 ) )
47 fveq2 ( ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 → ( cf ‘ ( rank ‘ 𝑥 ) ) = ( cf ‘ 𝐴 ) )
48 elina ( 𝐴 ∈ Inacc ↔ ( 𝐴 ≠ ∅ ∧ ( cf ‘ 𝐴 ) = 𝐴 ∧ ∀ 𝑥𝐴 𝒫 𝑥𝐴 ) )
49 48 simp2bi ( 𝐴 ∈ Inacc → ( cf ‘ 𝐴 ) = 𝐴 )
50 47 49 sylan9eqr ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ( cf ‘ ( rank ‘ 𝑥 ) ) = 𝐴 )
51 50 breq2d ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ( 𝑥 ≺ ( cf ‘ ( rank ‘ 𝑥 ) ) ↔ 𝑥𝐴 ) )
52 46 51 mtbii ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ¬ 𝑥𝐴 )
53 inar1 ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑅1𝐴 ) ≈ 𝐴 )
54 sdomentr ( ( 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ ( 𝑅1𝐴 ) ≈ 𝐴 ) → 𝑥𝐴 )
55 54 expcom ( ( 𝑅1𝐴 ) ≈ 𝐴 → ( 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥𝐴 ) )
56 53 55 syl ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥𝐴 ) )
57 56 adantr ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ( 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥𝐴 ) )
58 52 57 mtod ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ¬ 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) )
59 58 adantlr ( ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → ¬ 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) )
60 bren2 ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ↔ ( 𝑥 ≼ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ ¬ 𝑥 ≺ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
61 45 59 60 sylanbrc ( ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ) → 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) )
62 61 ex ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
63 r1elwf ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1 ‘ suc 𝐴 ) → 𝑥 ( 𝑅1 “ On ) )
64 33 63 syl6bir ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) → 𝑥 ( 𝑅1 “ On ) ) )
65 64 imp ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → 𝑥 ( 𝑅1 “ On ) )
66 r1fnon 𝑅1 Fn On
67 66 fndmi dom 𝑅1 = On
68 30 67 eleqtrrdi ( 𝐴 ∈ Inacc → 𝐴 ∈ dom 𝑅1 )
69 68 adantr ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → 𝐴 ∈ dom 𝑅1 )
70 rankr1ag ( ( 𝑥 ( 𝑅1 “ On ) ∧ 𝐴 ∈ dom 𝑅1 ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ↔ ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ) )
71 65 69 70 syl2anc ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ↔ ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ) )
72 71 biimprd ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
73 62 72 orim12d ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( ( ( rank ‘ 𝑥 ) = 𝐴 ∨ ( rank ‘ 𝑥 ) ∈ 𝐴 ) → ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ∨ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) ) )
74 40 73 mpd ( ( 𝐴 ∈ Inacc ∧ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ) → ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ∨ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
75 74 ralrimiva ( 𝐴 ∈ Inacc → ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ∨ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) )
76 eltsk2g ( ( 𝑅1𝐴 ) ∈ V → ( ( 𝑅1𝐴 ) ∈ Tarski ↔ ( ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝒫 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ∨ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) ) ) )
77 41 76 ax-mp ( ( 𝑅1𝐴 ) ∈ Tarski ↔ ( ∀ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝒫 𝑥 ⊆ ( 𝑅1𝐴 ) ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 ( 𝑅1𝐴 ) ( 𝑥 ≈ ( 𝑅1𝐴 ) ∨ 𝑥 ∈ ( 𝑅1𝐴 ) ) ) )
78 29 75 77 sylanbrc ( 𝐴 ∈ Inacc → ( 𝑅1𝐴 ) ∈ Tarski )