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Theorem dfon2lem8

Description: Lemma for dfon2 . The intersection of a nonempty class A of new ordinals is itself a new ordinal and is contained within A (Contributed by Scott Fenton, 26-Feb-2011)

Ref Expression
Assertion dfon2lem8 ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A ∧ ⋂ A ∈ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 vex ⊢ x ∈ V
2 dfon2lem3 ⊢ x ∈ V → ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ x ∧ ∀ z ∈ x ¬ z ∈ z
3 1 2 ax-mp ⊢ ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ x ∧ ∀ z ∈ x ¬ z ∈ z
4 3 simpld ⊢ ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ x
5 4 ralimi ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ x ∈ A Tr ⁡ x
6 trint ⊢ ∀ x ∈ A Tr ⁡ x → Tr ⁡ ⋂ A
7 5 6 syl ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ ⋂ A
8 7 adantl ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ ⋂ A
9 1 dfon2lem7 ⊢ ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
10 9 alrimiv ⊢ ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
11 10 ralimi ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ x ∈ A ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
12 df-ral ⊢ ∀ x ∈ A ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ x x ∈ A → ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
13 19.21v ⊢ ∀ w x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ x ∈ A → ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
14 13 albii ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ x x ∈ A → ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
15 12 14 bitr4i ⊢ ∀ x ∈ A ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ x ∀ w x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
16 impexp ⊢ x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
17 16 2albii ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ x ∀ w x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
18 eluni2 ⊢ w ∈ ⋃ A ↔ ∃ x ∈ A w ∈ x
19 18 biimpi ⊢ w ∈ ⋃ A → ∃ x ∈ A w ∈ x
20 19 imim1i ⊢ ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → w ∈ ⋃ A → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
21 20 alimi ⊢ ∀ w ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w w ∈ ⋃ A → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
22 alcom ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ w ∀ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
23 19.23v ⊢ ∀ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∃ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
24 df-rex ⊢ ∃ x ∈ A w ∈ x ↔ ∃ x x ∈ A ∧ w ∈ x
25 24 imbi1i ⊢ ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∃ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
26 23 25 bitr4i ⊢ ∀ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
27 26 albii ⊢ ∀ w ∀ x x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ w ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
28 22 27 bitri ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ w ∃ x ∈ A w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
29 df-ral ⊢ ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w ↔ ∀ w w ∈ ⋃ A → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
30 21 28 29 3imtr4i ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A ∧ w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
31 17 30 sylbir ⊢ ∀ x ∀ w x ∈ A → w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
32 15 31 sylbi ⊢ ∀ x ∈ A ∀ w w ∈ x → ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
33 11 32 syl ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
34 33 adantl ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
35 intssuni ⊢ A ≠ ∅ → ⋂ A ⊆ ⋃ A
36 ssralv ⊢ ⋂ A ⊆ ⋃ A → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
37 35 36 syl ⊢ A ≠ ∅ → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
38 37 adantr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ w ∈ ⋃ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
39 34 38 mpd ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w
40 dfon2lem6 ⊢ Tr ⁡ ⋂ A ∧ ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A
41 intex ⊢ A ≠ ∅ ↔ ⋂ A ∈ V
42 dfon2lem3 ⊢ ⋂ A ∈ V → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → Tr ⁡ ⋂ A ∧ ∀ t ∈ ⋂ A ¬ t ∈ t
43 41 42 sylbi ⊢ A ≠ ∅ → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → Tr ⁡ ⋂ A ∧ ∀ t ∈ ⋂ A ¬ t ∈ t
44 43 imp ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → Tr ⁡ ⋂ A ∧ ∀ t ∈ ⋂ A ¬ t ∈ t
45 44 simprd ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ∀ t ∈ ⋂ A ¬ t ∈ t
46 untelirr ⊢ ∀ t ∈ ⋂ A ¬ t ∈ t → ¬ ⋂ A ∈ ⋂ A
47 45 46 syl ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ¬ ⋂ A ∈ ⋂ A
48 47 adantlr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ¬ ⋂ A ∈ ⋂ A
49 risset ⊢ ⋂ A ∈ A ↔ ∃ t ∈ A t = ⋂ A
50 49 notbii ⊢ ¬ ⋂ A ∈ A ↔ ¬ ∃ t ∈ A t = ⋂ A
51 ralnex ⊢ ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A ↔ ¬ ∃ t ∈ A t = ⋂ A
52 50 51 bitr4i ⊢ ¬ ⋂ A ∈ A ↔ ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A
53 eqcom ⊢ t = ⋂ A ↔ ⋂ A = t
54 53 notbii ⊢ ¬ t = ⋂ A ↔ ¬ ⋂ A = t
55 44 simpld ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → Tr ⁡ ⋂ A
56 55 adantlr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → Tr ⁡ ⋂ A
57 psseq2 ⊢ x = t → y ⊂ x ↔ y ⊂ t
58 57 anbi1d ⊢ x = t → y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y ↔ y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y
59 elequ2 ⊢ x = t → y ∈ x ↔ y ∈ t
60 58 59 imbi12d ⊢ x = t → y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ↔ y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t
61 60 albidv ⊢ x = t → ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ↔ ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t
62 61 rspccv ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → t ∈ A → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t
63 62 adantl ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → t ∈ A → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t
64 intss1 ⊢ t ∈ A → ⋂ A ⊆ t
65 dfpss2 ⊢ ⋂ A ⊂ t ↔ ⋂ A ⊆ t ∧ ¬ ⋂ A = t
66 psseq1 ⊢ y = ⋂ A → y ⊂ t ↔ ⋂ A ⊂ t
67 treq ⊢ y = ⋂ A → Tr ⁡ y ↔ Tr ⁡ ⋂ A
68 66 67 anbi12d ⊢ y = ⋂ A → y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y ↔ ⋂ A ⊂ t ∧ Tr ⁡ ⋂ A
69 eleq1 ⊢ y = ⋂ A → y ∈ t ↔ ⋂ A ∈ t
70 68 69 imbi12d ⊢ y = ⋂ A → y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t ↔ ⋂ A ⊂ t ∧ Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
71 70 spcgv ⊢ ⋂ A ∈ V → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊂ t ∧ Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
72 41 71 sylbi ⊢ A ≠ ∅ → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊂ t ∧ Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
73 72 imp ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊂ t ∧ Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
74 73 expd ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊂ t → Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
75 65 74 biimtrrid ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊆ t ∧ ¬ ⋂ A = t → Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
76 75 exp4b ⊢ A ≠ ∅ → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊆ t → ¬ ⋂ A = t → Tr ⁡ ⋂ A → ⋂ A ∈ t
77 76 com45 ⊢ A ≠ ∅ → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → ⋂ A ⊆ t → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
78 77 com23 ⊢ A ≠ ∅ → ⋂ A ⊆ t → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
79 64 78 syl5 ⊢ A ≠ ∅ → t ∈ A → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
80 79 adantr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → t ∈ A → ∀ y y ⊂ t ∧ Tr ⁡ y → y ∈ t → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
81 63 80 mpdd ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → t ∈ A → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
82 81 adantr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → t ∈ A → Tr ⁡ ⋂ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
83 56 82 mpid ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → t ∈ A → ¬ ⋂ A = t → ⋂ A ∈ t
84 54 83 syl7bi ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → t ∈ A → ¬ t = ⋂ A → ⋂ A ∈ t
85 84 ralrimiv ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A → ⋂ A ∈ t
86 ralim ⊢ ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A → ⋂ A ∈ t → ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A → ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
87 85 86 syl ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ∀ t ∈ A ¬ t = ⋂ A → ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
88 52 87 biimtrid ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ¬ ⋂ A ∈ A → ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
89 elintg ⊢ ⋂ A ∈ V → ⋂ A ∈ ⋂ A ↔ ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
90 41 89 sylbi ⊢ A ≠ ∅ → ⋂ A ∈ ⋂ A ↔ ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
91 90 ad2antrr ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ⋂ A ∈ ⋂ A ↔ ∀ t ∈ A ⋂ A ∈ t
92 88 91 sylibrd ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ¬ ⋂ A ∈ A → ⋂ A ∈ ⋂ A
93 48 92 mt3d ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x ∧ ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ⋂ A ∈ A
94 93 ex ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ⋂ A ∈ A
95 94 ancld ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A ∧ ⋂ A ∈ A
96 40 95 syl5 ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → Tr ⁡ ⋂ A ∧ ∀ w ∈ ⋂ A ∀ t t ⊂ w ∧ Tr ⁡ t → t ∈ w → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A ∧ ⋂ A ∈ A
97 8 39 96 mp2and ⊢ A ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ A ∀ y y ⊂ x ∧ Tr ⁡ y → y ∈ x → ∀ z z ⊂ ⋂ A ∧ Tr ⁡ z → z ∈ ⋂ A ∧ ⋂ A ∈ A