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Theorem cflem

Description: A lemma used to simplify cofinality computations, showing the existence of the cardinal of an unbounded subset of a set A . (Contributed by NM, 24-Apr-2004) Avoid ax-11 . (Revised by BTernaryTau, 25-Jul-2025)

Ref Expression
Assertion cflem ⊢ A ∈ V → ∃ x ∃ y x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssid ⊢ A ⊆ A
2 ssid ⊢ z ⊆ z
3 sseq2 ⊢ w = z → z ⊆ w ↔ z ⊆ z
4 3 rspcev ⊢ z ∈ A ∧ z ⊆ z → ∃ w ∈ A z ⊆ w
5 2 4 mpan2 ⊢ z ∈ A → ∃ w ∈ A z ⊆ w
6 5 rgen ⊢ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ A z ⊆ w
7 sseq1 ⊢ y = A → y ⊆ A ↔ A ⊆ A
8 rexeq ⊢ y = A → ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∃ w ∈ A z ⊆ w
9 8 ralbidv ⊢ y = A → ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ A z ⊆ w
10 7 9 anbi12d ⊢ y = A → y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ A ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ A z ⊆ w
11 10 spcegv ⊢ A ∈ V → A ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ A z ⊆ w → ∃ y y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
12 1 6 11 mp2ani ⊢ A ∈ V → ∃ y y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
13 fvex ⊢ card ⁡ y ∈ V
14 13 isseti ⊢ ∃ x x = card ⁡ y
15 19.41v ⊢ ∃ x x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∃ x x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
16 14 15 mpbiran ⊢ ∃ x x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
17 16 exbii ⊢ ∃ y ∃ x x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∃ y y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
18 fveq2 ⊢ y = v → card ⁡ y = card ⁡ v
19 18 eqeq2d ⊢ y = v → x = card ⁡ y ↔ x = card ⁡ v
20 sseq1 ⊢ y = v → y ⊆ A ↔ v ⊆ A
21 rexeq ⊢ y = v → ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∃ w ∈ v z ⊆ w
22 21 ralbidv ⊢ y = v → ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ v z ⊆ w
23 20 22 anbi12d ⊢ y = v → y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ v ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ v z ⊆ w
24 19 23 anbi12d ⊢ y = v → x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w ↔ x = card ⁡ v ∧ v ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ v z ⊆ w
25 24 excomimw ⊢ ∃ y ∃ x x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w → ∃ x ∃ y x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
26 17 25 sylbir ⊢ ∃ y y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w → ∃ x ∃ y x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w
27 12 26 syl ⊢ A ∈ V → ∃ x ∃ y x = card ⁡ y ∧ y ⊆ A ∧ ∀ z ∈ A ∃ w ∈ y z ⊆ w