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Theorem dfwe2

Description: Alternate definition of well-ordering. Definition 6.24(2) of TakeutiZaring p. 30. (Contributed by NM, 16-Mar-1997) (Proof shortened by Andrew Salmon, 12-Aug-2011)

Ref Expression
Assertion dfwe2 ⊢ R We A ↔ R Fr A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-we ⊢ R We A ↔ R Fr A ∧ R Or A
2 df-so ⊢ R Or A ↔ R Po A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
3 simpr ⊢ R Po A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
4 ax1w ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z → x R y ∧ y R z → x R z
5 fr2nr ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → ¬ x R y ∧ y R x
6 5 3adantr3 ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R y ∧ y R x
7 breq2 ⊢ x = z → y R x ↔ y R z
8 7 anbi2d ⊢ x = z → x R y ∧ y R x ↔ x R y ∧ y R z
9 8 notbid ⊢ x = z → ¬ x R y ∧ y R x ↔ ¬ x R y ∧ y R z
10 6 9 syl5ibcom ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x = z → ¬ x R y ∧ y R z
11 pm2.21 ⊢ ¬ x R y ∧ y R z → x R y ∧ y R z → x R z
12 10 11 syl6 ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x = z → x R y ∧ y R z → x R z
13 fr3nr ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R y ∧ y R z ∧ z R x
14 df-3an ⊢ x R y ∧ y R z ∧ z R x ↔ x R y ∧ y R z ∧ z R x
15 14 biimpri ⊢ x R y ∧ y R z ∧ z R x → x R y ∧ y R z ∧ z R x
16 15 ancoms ⊢ z R x ∧ x R y ∧ y R z → x R y ∧ y R z ∧ z R x
17 13 16 nsyl ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ z R x ∧ x R y ∧ y R z
18 17 pm2.21d ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → z R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
19 18 expd ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → z R x → x R y ∧ y R z → x R z
20 4 12 19 3jaod ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → x R y ∧ y R z → x R z
21 frirr ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A → ¬ x R x
22 21 3ad2antr1 ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R x
23 20 22 jctild ⊢ R Fr A ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
24 23 ex ⊢ R Fr A → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
25 24 a2d ⊢ R Fr A → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
26 25 alimdv ⊢ R Fr A → ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
27 26 2alimdv ⊢ R Fr A → ∀ x ∀ y ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x → ∀ x ∀ y ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
28 r3al ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x ↔ ∀ x ∀ y ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → x R z ∨ x = z ∨ z R x
29 r3al ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z ↔ ∀ x ∀ y ∀ z x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ z ∈ A → ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
30 27 28 29 3imtr4g ⊢ R Fr A → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
31 breq2 ⊢ y = z → x R y ↔ x R z
32 equequ2 ⊢ y = z → x = y ↔ x = z
33 breq1 ⊢ y = z → y R x ↔ z R x
34 31 32 33 3orbi123d ⊢ y = z → x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ x R z ∨ x = z ∨ z R x
35 34 ralidmw ⊢ ∀ y ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
36 34 cbvralvw ⊢ ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x
37 36 ralbii ⊢ ∀ y ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x
38 35 37 bitr3i ⊢ ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x
39 38 ralbii ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A x R z ∨ x = z ∨ z R x
40 df-po ⊢ R Po A ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A ∀ z ∈ A ¬ x R x ∧ x R y ∧ y R z → x R z
41 30 39 40 3imtr4g ⊢ R Fr A → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x → R Po A
42 41 ancrd ⊢ R Fr A → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x → R Po A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
43 3 42 impbid2 ⊢ R Fr A → R Po A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
44 2 43 bitrid ⊢ R Fr A → R Or A ↔ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
45 44 pm5.32i ⊢ R Fr A ∧ R Or A ↔ R Fr A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x
46 1 45 bitri ⊢ R We A ↔ R Fr A ∧ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ A x R y ∨ x = y ∨ y R x