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Description: The valid Godel formulas of height 0 is the set of all formulas of the form v_i e. v_j ("Godel-set of membership") coded as <. (/) , <. i , j >. >. . (Contributed by AV, 15-Sep-2023)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | fmla0xp | ⊢ ( Fmla ‘ ∅ ) = ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | fmla0 | ⊢ ( Fmla ‘ ∅ ) = { 𝑥 ∈ V ∣ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) } | |
| 2 | rabab | ⊢ { 𝑥 ∈ V ∣ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) } = { 𝑥 ∣ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) } | |
| 3 | eqabcb | ⊢ ( { 𝑥 ∣ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) } = ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ↔ ∀ 𝑥 ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) ↔ 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) ) | |
| 4 | goel | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) | |
| 5 | 4 | eqeq2d | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → ( 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) ↔ 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 6 | 5 | 2rexbiia | ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) ↔ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 7 | 0ex | ⊢ ∅ ∈ V | |
| 8 | 7 | snid | ⊢ ∅ ∈ { ∅ } |
| 9 | 8 | a1i | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → ∅ ∈ { ∅ } ) |
| 10 | opelxpi | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∈ ( ω × ω ) ) | |
| 11 | 9 10 | opelxpd | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) |
| 12 | eleq1 | ⊢ ( 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 → ( 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ↔ 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) ) | |
| 13 | 11 12 | syl5ibrcom | ⊢ ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) → ( 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 → 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) ) |
| 14 | 13 | rexlimivv | ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 → 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) |
| 15 | elxpi | ⊢ ( 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) → ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) ) ) | |
| 16 | elsni | ⊢ ( 𝑦 ∈ { ∅ } → 𝑦 = ∅ ) | |
| 17 | 16 | opeq1d | ⊢ ( 𝑦 ∈ { ∅ } → 〈 𝑦 , 𝑧 〉 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ) |
| 18 | 17 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑦 ∈ { ∅ } → ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ↔ 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ) ) |
| 19 | 18 | adantr | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) → ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ↔ 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ) ) |
| 20 | elxpi | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( ω × ω ) → ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) | |
| 21 | simprr | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) → ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) | |
| 22 | simpl | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) → 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ) | |
| 23 | opeq2 | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 → 〈 ∅ , 𝑧 〉 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) | |
| 24 | 23 | adantr | ⊢ ( ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) → 〈 ∅ , 𝑧 〉 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 25 | 24 | adantl | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) → 〈 ∅ , 𝑧 〉 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 26 | 22 25 | eqtrd | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) → 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 27 | 21 26 | jca | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) ) → ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ∧ 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 28 | 27 | ex | ⊢ ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 → ( ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) → ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ∧ 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) ) |
| 29 | 28 | 2eximdv | ⊢ ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 → ( ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) → ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ∧ 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) ) |
| 30 | r2ex | ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ↔ ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ∧ 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) | |
| 31 | 29 30 | imbitrrdi | ⊢ ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 → ( ∃ 𝑖 ∃ 𝑗 ( 𝑧 = 〈 𝑖 , 𝑗 〉 ∧ ( 𝑖 ∈ ω ∧ 𝑗 ∈ ω ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 32 | 20 31 | syl5com | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( ω × ω ) → ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 33 | 32 | adantl | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) → ( 𝑥 = 〈 ∅ , 𝑧 〉 → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 34 | 19 33 | sylbid | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) → ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) ) |
| 35 | 34 | impcom | ⊢ ( ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 36 | 35 | exlimivv | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑥 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ { ∅ } ∧ 𝑧 ∈ ( ω × ω ) ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 37 | 15 36 | syl | ⊢ ( 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ) |
| 38 | 14 37 | impbii | ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = 〈 ∅ , 〈 𝑖 , 𝑗 〉 〉 ↔ 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) |
| 39 | 6 38 | bitri | ⊢ ( ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) ↔ 𝑥 ∈ ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) ) |
| 40 | 3 39 | mpgbir | ⊢ { 𝑥 ∣ ∃ 𝑖 ∈ ω ∃ 𝑗 ∈ ω 𝑥 = ( 𝑖 ∈𝑔 𝑗 ) } = ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) |
| 41 | 1 2 40 | 3eqtri | ⊢ ( Fmla ‘ ∅ ) = ( { ∅ } × ( ω × ω ) ) |