HomeHome Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Related theorems
Unicode version

Theorem peano5 3153
Description: The induction postulate: any class containing zero and closed under the successor operation contains all natural numbers. One of Peano's 5 postulates for arithmetic. Proposition 7.30(5) of [TakeutiZaring] p. 43.
Assertion
Ref Expression
peano5 |- (((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) -> om (_ A)
Distinct variable group:   x,A

Proof of Theorem peano5
StepHypRef Expression
1 eldifn 2163 . . . . . 6 |- (y e. (om \ A) -> -. y e. A)
21adantl 388 . . . . 5 |- ((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) -> -. y e. A)
3 nnsuc 3148 . . . . . . . . . 10 |- ((y e. om /\ y =/= (/)) -> E.x e. om y = suc x)
4 eldifi 2162 . . . . . . . . . . 11 |- (y e. (om \ A) -> y e. om)
54adantl 388 . . . . . . . . . 10 |- (((/) e. A /\ y e. (om \ A)) -> y e. om)
6 eleq1 1534 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (y = (/) -> (y e. (om \ A) <-> (/) e. (om \ A)))
76biimpcd 155 . . . . . . . . . . . . 13 |- (y e. (om \ A) -> (y = (/) -> (/) e. (om \ A)))
87necon3bd 1603 . . . . . . . . . . . 12 |- (y e. (om \ A) -> (-. (/) e. (om \ A) -> y =/= (/)))
9 elndif 2164 . . . . . . . . . . . 12 |- ((/) e. A -> -. (/) e. (om \ A))
108, 9syl5com 52 . . . . . . . . . . 11 |- ((/) e. A -> (y e. (om \ A) -> y =/= (/)))
1110imp 350 . . . . . . . . . 10 |- (((/) e. A /\ y e. (om \ A)) -> y =/= (/))
123, 5, 11sylanc 471 . . . . . . . . 9 |- (((/) e. A /\ y e. (om \ A)) -> E.x e. om y = suc x)
1312adantlr 393 . . . . . . . 8 |- ((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) -> E.x e. om y = suc x)
1413adantr 389 . . . . . . 7 |- (((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> E.x e. om y = suc x)
15 hbra1 1687 . . . . . . . . . . . 12 |- (A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) -> A.xA.x e. om (x e. A -> suc x e. A))
16 ax-17 971 . . . . . . . . . . . 12 |- ((y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> A.x(y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)))
1715, 16hban 1009 . . . . . . . . . . 11 |- ((A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) /\ (y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/))) -> A.x(A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) /\ (y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/))))
18 ax-17 971 . . . . . . . . . . 11 |- (y e. A -> A.x y e. A)
19 ra4 1694 . . . . . . . . . . . 12 |- (A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) -> (x e. om -> (x e. A -> suc x e. A)))
20 visset 1813 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- x e. V
2120sucid 3051 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- x e. suc x
22 eleq2 1535 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (y = suc x -> (x e. y <-> x e. suc x))
2321, 22mpbiri 194 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (y = suc x -> x e. y)
24 eleq1 1534 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (y = suc x -> (y e. om <-> suc x e. om))
25 peano2b 3147 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- (x e. om <-> suc x e. om)
2624, 25syl6bbr 538 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (y = suc x -> (y e. om <-> x e. om))
27 neldif 2165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((x e. om /\ -. x e. (om \ A)) -> x e. A)
28 minel 2324 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |- ((x e. y /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> -. x e. (om \ A))
2927, 28sylan2 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ((x e. om /\ (x e. y /\ ((om \ A) i^i y) = (/))) -> x e. A)
3029exp32 377 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- (x e. om -> (x e. y -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> x e. A)))
3126, 30syl6bi 214 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- (y = suc x -> (y e. om -> (x e. y -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> x e. A))))
3223, 31mpid 47 . . . . . . . . . . . . . . . 16 |- (y = suc x -> (y e. om -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> x e. A)))
3332, 4syl5 21 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (y = suc x -> (y e. (om \ A) -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> x e. A)))
3433imp3a 361 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (y = suc x -> ((y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> x e. A))
35 eleq1a 1543 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- (suc x e. A -> (y = suc x -> y e. A))
3635com12 11 . . . . . . . . . . . . . 14 |- (y = suc x -> (suc x e. A -> y e. A))
3734, 36imim12d 29 . . . . . . . . . . . . 13 |- (y = suc x -> ((x e. A -> suc x e. A) -> ((y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> y e. A)))
3837com13 33 . . . . . . . . . . . 12 |- ((y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> ((x e. A -> suc x e. A) -> (y = suc x -> y e. A)))
3919, 38sylan9 468 . . . . . . . . . . 11 |- ((A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) /\ (y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/))) -> (x e. om -> (y = suc x -> y e. A)))
4017, 18, 39r19.23ad 1745 . . . . . . . . . 10 |- ((A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) /\ (y e. (om \ A) /\ ((om \ A) i^i y) = (/))) -> (E.x e. om y = suc x -> y e. A))
4140exp32 377 . . . . . . . . 9 |- (A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) -> (y e. (om \ A) -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> (E.x e. om y = suc x -> y e. A))))
4241a1i 8 . . . . . . . 8 |- ((/) e. A -> (A.x e. om (x e. A -> suc x e. A) -> (y e. (om \ A) -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> (E.x e. om y = suc x -> y e. A)))))
4342imp41 368 . . . . . . 7 |- (((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> (E.x e. om y = suc x -> y e. A))
4414, 43mpd 26 . . . . . 6 |- (((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) /\ ((om \ A) i^i y) = (/)) -> y e. A)
4544ex 373 . . . . 5 |- ((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) -> (((om \ A) i^i y) = (/) -> y e. A))
462, 45mtod 108 . . . 4 |- ((((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) /\ y e. (om \ A)) -> -. ((om \ A) i^i y) = (/))
4746nrexdv 1730 . . 3 |- (((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) -> -. E.y e. (om \ A)((om \ A) i^i y) = (/))
48 ordom 3141 . . . . 5 |- Ord om
49 difss 2167 . . . . 5 |- (om \ A) (_ om
50 tz7.5 2969 . . . . 5 |- ((Ord om /\ (om \ A) (_ om /\ (om \ A) =/= (/)) -> E.y e. (om \ A)((om \ A) i^i y) = (/))
5148, 49, 50mp3an12 906 . . . 4 |- ((om \ A) =/= (/) -> E.y e. (om \ A)((om \ A) i^i y) = (/))
5251necon1bi 1609 . . 3 |- (-. E.y e. (om \ A)((om \ A) i^i y) = (/) -> (om \ A) = (/))
5347, 52syl 10 . 2 |- (((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) -> (om \ A) = (/))
54 ssdif0 2327 . 2 |- (om (_ A <-> (om \ A) = (/))
5553, 54sylibr 200 1 |- (((/) e. A /\ A.x e. om (x e. A -> suc x e. A)) -> om (_ A)
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  -. wn 2   -> wi 3   /\ wa 223   = wceq 956   e. wcel 958   =/= wne 1585  A.wral 1645  E.wrex 1646   \ cdif 2044   i^i cin 2046   (_ wss 2047  (/)c0 2280  Ord word 2947  suc csuc 2950  omcom 3131
This theorem is referenced by:  find 3155  finds 3156  finds2 3158  omex 4627  dfom3 4630
This theorem was proved from axioms:  ax-1 4  ax-2 5  ax-3 6  ax-mp 7  ax-7 962  ax-gen 963  ax-8 964  ax-10 966  ax-11 967  ax-12 968  ax-13 969  ax-14 970  ax-17 971  ax-4 973  ax-5o 975  ax-6o 978  ax-9o 1123  ax-10o 1140  ax-16 1210  ax-11o 1218  ax-ext 1459  ax-sep 2703  ax-nul 2710  ax-pow 2742  ax-pr 2779  ax-un 2866
This theorem depends on definitions:  df-bi 147  df-or 224  df-an 225  df-3or 776  df-3an 777  df-ex 981  df-sb 1172  df-eu 1382  df-mo 1383  df-clab 1464  df-cleq 1469  df-clel 1472  df-ne 1587  df-ral 1649  df-rex 1650  df-v 1812  df-dif 2049  df-un 2050  df-in 2051  df-ss 2053  df-nul 2281  df-if 2362  df-pw 2402  df-sn 2412  df-pr 2413  df-tp 2415  df-op 2416  df-uni 2504  df-br 2620  df-opab 2667  df-tr 2681  df-eprel 2832  df-po 2840  df-so 2850  df-fr 2917  df-we 2934  df-ord 2951  df-on 2952  df-lim 2953  df-suc 2954  df-om 3132
Copyright terms: Public domain