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Theorem axcontlem12

Description: Lemma for axcont . Eliminate the trivial cases from the previous lemmas. (Contributed by Scott Fenton, 20-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion axcontlem12 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rzal ⊢ B = ∅ → ∀ y ∈ B Z Btwn x y
2 1 ralrimivw ⊢ B = ∅ → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y
3 breq1 ⊢ b = Z → b Btwn x y ↔ Z Btwn x y
4 3 2ralbidv ⊢ b = Z → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y
5 4 rspcev ⊢ Z ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
6 5 expcom ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y → Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
7 2 6 syl ⊢ B = ∅ → Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
8 7 adantld ⊢ B = ∅ → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
9 8 adantld ⊢ B = ∅ → u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
10 simprrl ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y
11 simprrr ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → Z ∈ 𝔼 ⁡ N
12 simprll ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → u ∈ A
13 simpl ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → B ≠ ∅
14 11 12 13 3jca ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → Z ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ u ∈ A ∧ B ≠ ∅
15 simprlr ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → Z ≠ u
16 axcontlem11 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ u ∈ A ∧ B ≠ ∅ ∧ Z ≠ u → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
17 10 14 15 16 syl12anc ⊢ B ≠ ∅ ∧ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
18 17 ex ⊢ B ≠ ∅ → u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
19 9 18 pm2.61ine ⊢ u ∈ A ∧ Z ≠ u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
20 19 ex ⊢ u ∈ A ∧ Z ≠ u → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
21 20 rexlimiva ⊢ ∃ u ∈ A Z ≠ u → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
22 df-ne ⊢ Z ≠ u ↔ ¬ Z = u
23 22 con2bii ⊢ Z = u ↔ ¬ Z ≠ u
24 23 ralbii ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ↔ ∀ u ∈ A ¬ Z ≠ u
25 ralnex ⊢ ∀ u ∈ A ¬ Z ≠ u ↔ ¬ ∃ u ∈ A Z ≠ u
26 24 25 bitri ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ↔ ¬ ∃ u ∈ A Z ≠ u
27 simpr3 ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y
28 eqeq2 ⊢ u = x → Z = u ↔ Z = x
29 28 rspccva ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ∧ x ∈ A → Z = x
30 opeq1 ⊢ Z = x → Z y = x y
31 30 breq2d ⊢ Z = x → x Btwn Z y ↔ x Btwn x y
32 breq1 ⊢ Z = x → Z Btwn x y ↔ x Btwn x y
33 31 32 bitr4d ⊢ Z = x → x Btwn Z y ↔ Z Btwn x y
34 33 ralbidv ⊢ Z = x → ∀ y ∈ B x Btwn Z y ↔ ∀ y ∈ B Z Btwn x y
35 29 34 syl ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ∧ x ∈ A → ∀ y ∈ B x Btwn Z y ↔ ∀ y ∈ B Z Btwn x y
36 35 ralbidva ⊢ ∀ u ∈ A Z = u → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y
37 36 biimpa ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y
38 27 37 sylan2 ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B Z Btwn x y
39 38 5 sylan2 ⊢ Z ∈ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ u ∈ A Z = u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
40 39 ancoms ⊢ ∀ u ∈ A Z = u ∧ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
41 40 expl ⊢ ∀ u ∈ A Z = u → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
42 26 41 sylbir ⊢ ¬ ∃ u ∈ A Z ≠ u → N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y
43 21 42 pm2.61i ⊢ N ∈ ℕ ∧ A ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ B ⊆ 𝔼 ⁡ N ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B x Btwn Z y ∧ Z ∈ 𝔼 ⁡ N → ∃ b ∈ 𝔼 ⁡ N ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B b Btwn x y