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Theorem axgroth6

Description: The Tarski-Grothendieck axiom using abbreviations. This version is called Tarski's axiom: given a set x , there exists a set y containing x , the subsets of the members of y , the power sets of the members of y , and the subsets of y of cardinality less than that of y . (Contributed by NM, 21-Jun-2009)

Ref Expression
Assertion axgroth6 ⊢ ∃ y x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≺ y → z ∈ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 axgroth5 ⊢ ∃ y x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≈ y ∨ z ∈ y
2 biid ⊢ x ∈ y ↔ x ∈ y
3 pweq ⊢ z = v → 𝒫 z = 𝒫 v
4 3 sseq1d ⊢ z = v → 𝒫 z ⊆ y ↔ 𝒫 v ⊆ y
5 4 cbvralvw ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ↔ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y
6 ssid ⊢ 𝒫 z ⊆ 𝒫 z
7 sseq2 ⊢ w = 𝒫 z → 𝒫 z ⊆ w ↔ 𝒫 z ⊆ 𝒫 z
8 7 rspcev ⊢ 𝒫 z ∈ y ∧ 𝒫 z ⊆ 𝒫 z → ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
9 6 8 mpan2 ⊢ 𝒫 z ∈ y → ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
10 pweq ⊢ v = w → 𝒫 v = 𝒫 w
11 10 sseq1d ⊢ v = w → 𝒫 v ⊆ y ↔ 𝒫 w ⊆ y
12 11 rspccv ⊢ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y → w ∈ y → 𝒫 w ⊆ y
13 pwss ⊢ 𝒫 w ⊆ y ↔ ∀ v v ⊆ w → v ∈ y
14 vpwex ⊢ 𝒫 z ∈ V
15 sseq1 ⊢ v = 𝒫 z → v ⊆ w ↔ 𝒫 z ⊆ w
16 eleq1 ⊢ v = 𝒫 z → v ∈ y ↔ 𝒫 z ∈ y
17 15 16 imbi12d ⊢ v = 𝒫 z → v ⊆ w → v ∈ y ↔ 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ∈ y
18 14 17 spcv ⊢ ∀ v v ⊆ w → v ∈ y → 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ∈ y
19 13 18 sylbi ⊢ 𝒫 w ⊆ y → 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ∈ y
20 12 19 syl6 ⊢ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y → w ∈ y → 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ∈ y
21 20 rexlimdv ⊢ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y → ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ∈ y
22 9 21 impbid2 ⊢ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y → 𝒫 z ∈ y ↔ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
23 22 ralbidv ⊢ ∀ v ∈ y 𝒫 v ⊆ y → ∀ z ∈ y 𝒫 z ∈ y ↔ ∀ z ∈ y ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
24 5 23 sylbi ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y → ∀ z ∈ y 𝒫 z ∈ y ↔ ∀ z ∈ y ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
25 24 pm5.32i ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ∈ y ↔ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∀ z ∈ y ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
26 r19.26 ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ↔ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ∈ y
27 r19.26 ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w ↔ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∀ z ∈ y ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
28 25 26 27 3bitr4i ⊢ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ↔ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w
29 velpw ⊢ z ∈ 𝒫 y ↔ z ⊆ y
30 impexp ⊢ z ⊆ y ∧ z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y ↔ z ⊆ y → z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
31 ssdomg ⊢ y ∈ V → z ⊆ y → z ≼ y
32 31 elv ⊢ z ⊆ y → z ≼ y
33 32 pm4.71i ⊢ z ⊆ y ↔ z ⊆ y ∧ z ≼ y
34 33 imbi1i ⊢ z ⊆ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y ↔ z ⊆ y ∧ z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
35 brsdom ⊢ z ≺ y ↔ z ≼ y ∧ ¬ z ≈ y
36 35 imbi1i ⊢ z ≺ y → z ∈ y ↔ z ≼ y ∧ ¬ z ≈ y → z ∈ y
37 impexp ⊢ z ≼ y ∧ ¬ z ≈ y → z ∈ y ↔ z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
38 36 37 bitri ⊢ z ≺ y → z ∈ y ↔ z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
39 38 imbi2i ⊢ z ⊆ y → z ≺ y → z ∈ y ↔ z ⊆ y → z ≼ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
40 30 34 39 3bitr4ri ⊢ z ⊆ y → z ≺ y → z ∈ y ↔ z ⊆ y → ¬ z ≈ y → z ∈ y
41 40 pm5.74ri ⊢ z ⊆ y → z ≺ y → z ∈ y ↔ ¬ z ≈ y → z ∈ y
42 pm4.64 ⊢ ¬ z ≈ y → z ∈ y ↔ z ≈ y ∨ z ∈ y
43 41 42 bitrdi ⊢ z ⊆ y → z ≺ y → z ∈ y ↔ z ≈ y ∨ z ∈ y
44 29 43 sylbi ⊢ z ∈ 𝒫 y → z ≺ y → z ∈ y ↔ z ≈ y ∨ z ∈ y
45 44 ralbiia ⊢ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≺ y → z ∈ y ↔ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≈ y ∨ z ∈ y
46 2 28 45 3anbi123i ⊢ x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≺ y → z ∈ y ↔ x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≈ y ∨ z ∈ y
47 46 exbii ⊢ ∃ y x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≺ y → z ∈ y ↔ ∃ y x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ ∃ w ∈ y 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≈ y ∨ z ∈ y
48 1 47 mpbir ⊢ ∃ y x ∈ y ∧ ∀ z ∈ y 𝒫 z ⊆ y ∧ 𝒫 z ∈ y ∧ ∀ z ∈ 𝒫 y z ≺ y → z ∈ y