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Theorem fpwwe2

Description: Given any function F from well-orderings of subsets of A to A , there is a unique well-ordered subset <. X , ( WX ) >. which "agrees" with F in the sense that each initial segment maps to its upper bound, and such that the entire set maps to an element of the set (so that it cannot be extended without losing the well-ordering). This theorem can be used to prove dfac8a . Theorem 1.1 of KanamoriPincus p. 415. (Contributed by Mario Carneiro, 18-May-2015) (Revised by AV, 20-Jul-2024)

Ref Expression
Hypotheses fpwwe2.1 W = x r | x A r x × x r We x y x [˙ r -1 y / u]˙ u F r u × u = y
fpwwe2.2 φ A V
fpwwe2.3 φ x A r x × x r We x x F r A
fpwwe2.4 X = dom W
Assertion fpwwe2 φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fpwwe2.1 W = x r | x A r x × x r We x y x [˙ r -1 y / u]˙ u F r u × u = y
2 fpwwe2.2 φ A V
3 fpwwe2.3 φ x A r x × x r We x x F r A
4 fpwwe2.4 X = dom W
5 1 2 3 4 fpwwe2lem10 φ W : dom W 𝒫 X × X
6 5 ffund φ Fun W
7 funbrfv2b Fun W Y W R Y dom W W Y = R
8 6 7 syl φ Y W R Y dom W W Y = R
9 8 simprbda φ Y W R Y dom W
10 9 adantrr φ Y W R Y F R Y Y dom W
11 elssuni Y dom W Y dom W
12 11 4 sseqtrrdi Y dom W Y X
13 10 12 syl φ Y W R Y F R Y Y X
14 simpl X Y W X = R Y × X X Y
15 14 a1i φ Y W R Y F R Y X Y W X = R Y × X X Y
16 simplrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y Y F R Y
17 2 adantr φ Y W R Y F R Y A V
18 17 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y A V
19 1 2 3 4 fpwwe2lem11 φ X dom W
20 funfvbrb Fun W X dom W X W W X
21 6 20 syl φ X dom W X W W X
22 19 21 mpbid φ X W W X
23 1 2 fpwwe2lem2 φ X W W X X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
24 22 23 mpbid φ X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
25 24 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
26 25 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A W X X × X
27 26 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A
28 18 27 ssexd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X V
29 difexg X V X Y V
30 28 29 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y V
31 25 simprd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
32 31 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X We X
33 wefr W X We X W X Fr X
34 32 33 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X Fr X
35 difssd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y X
36 fri X Y V W X Fr X X Y X X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
37 36 expr X Y V W X Fr X X Y X X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
38 30 34 35 37 syl21anc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
39 ssdif0 X W X -1 z Y X W X -1 z Y =
40 indif1 X Y W X -1 z = X W X -1 z Y
41 40 eqeq1i X Y W X -1 z = X W X -1 z Y =
42 disj X Y W X -1 z = w X Y ¬ w W X -1 z
43 vex w V
44 43 eliniseg z V w W X -1 z w W X z
45 44 elv w W X -1 z w W X z
46 45 notbii ¬ w W X -1 z ¬ w W X z
47 46 ralbii w X Y ¬ w W X -1 z w X Y ¬ w W X z
48 42 47 bitri X Y W X -1 z = w X Y ¬ w W X z
49 39 41 48 3bitr2i X W X -1 z Y w X Y ¬ w W X z
50 cnvimass W X -1 z dom W X
51 26 simprd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X X × X
52 dmss W X X × X dom W X dom X × X
53 51 52 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y dom W X dom X × X
54 dmxpid dom X × X = X
55 53 54 sseqtrdi φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y dom W X X
56 50 55 sstrid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X -1 z X
57 sseqin2 W X -1 z X X W X -1 z = W X -1 z
58 56 57 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X W X -1 z = W X -1 z
59 58 sseq1d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X W X -1 z Y W X -1 z Y
60 49 59 bitr3id φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y w X Y ¬ w W X z W X -1 z Y
61 60 rexbidv φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y w X Y ¬ w W X z z X Y W X -1 z Y
62 eldifn z X Y ¬ z Y
63 62 ad2antrl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ z Y
64 eleq1w w = z w Y z Y
65 64 notbid w = z ¬ w Y ¬ z Y
66 63 65 syl5ibrcom φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w = z ¬ w Y
67 66 con2d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ w = z
68 67 imp φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ w = z
69 63 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ z Y
70 simprr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y R = W X X × Y
71 70 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y R = W X X × Y
72 71 breqd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z W X X × Y w
73 eldifi z X Y z X
74 73 ad2antrl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y z X
75 74 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z X
76 simpr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w Y
77 brxp z X × Y w z X w Y
78 75 76 77 sylanbrc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z X × Y w
79 brin z W X X × Y w z W X w z X × Y w
80 79 rbaib z X × Y w z W X X × Y w z W X w
81 78 80 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z W X X × Y w z W X w
82 72 81 bitrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z W X w
83 1 2 fpwwe2lem2 φ Y W R Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
84 83 biimpa φ Y W R Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
85 84 adantrr φ Y W R Y F R Y Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
86 85 simpld φ Y W R Y F R Y Y A R Y × Y
87 86 simprd φ Y W R Y F R Y R Y × Y
88 87 ad5ant12 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y R Y × Y
89 88 ssbrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z Y × Y w
90 brxp z Y × Y w z Y w Y
91 90 simplbi z Y × Y w z Y
92 89 91 syl6 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z Y
93 82 92 sylbird φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z W X w z Y
94 69 93 mtod φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ z W X w
95 32 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y W X We X
96 weso W X We X W X Or X
97 95 96 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y W X Or X
98 13 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y X
99 98 sselda φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w X
100 sotric W X Or X w X z X w W X z ¬ w = z z W X w
101 ioran ¬ w = z z W X w ¬ w = z ¬ z W X w
102 100 101 bitrdi W X Or X w X z X w W X z ¬ w = z ¬ z W X w
103 97 99 75 102 syl12anc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X z ¬ w = z ¬ z W X w
104 68 94 103 mpbir2and φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X z
105 104 45 sylibr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X -1 z
106 105 ex φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X -1 z
107 106 ssrdv φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y W X -1 z
108 simprr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X -1 z Y
109 107 108 eqssd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y = W X -1 z
110 in32 W X X × Y Y × Y = W X Y × Y X × Y
111 simplrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X X × Y
112 111 ineq1d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y = W X X × Y Y × Y
113 87 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y
114 df-ss R Y × Y R Y × Y = R
115 113 114 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y = R
116 112 115 eqtr3d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X X × Y Y × Y = R
117 inss2 W X Y × Y Y × Y
118 xpss1 Y X Y × Y X × Y
119 98 118 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y × Y X × Y
120 117 119 sstrid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y X × Y
121 df-ss W X Y × Y X × Y W X Y × Y X × Y = W X Y × Y
122 120 121 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y X × Y = W X Y × Y
123 110 116 122 3eqtr3a φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X Y × Y
124 109 sqxpeqd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y × Y = W X -1 z × W X -1 z
125 124 ineq2d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y = W X W X -1 z × W X -1 z
126 123 125 eqtrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X W X -1 z × W X -1 z
127 109 126 oveq12d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y F R = W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z
128 18 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y A V
129 22 adantr φ Y W R Y F R Y X W W X
130 129 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y X W W X
131 1 128 130 fpwwe2lem3 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y z X W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z = z
132 74 131 mpdan φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z = z
133 127 132 eqtrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y F R = z
134 133 63 eqneltrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ Y F R Y
135 134 rexlimdvaa φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ Y F R Y
136 61 135 sylbid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y w X Y ¬ w W X z ¬ Y F R Y
137 38 136 syld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y ¬ Y F R Y
138 137 necon4ad φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y Y F R Y X Y =
139 16 138 mpd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y =
140 ssdif0 X Y X Y =
141 139 140 sylibr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y
142 141 ex φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y
143 3 adantlr φ Y W R Y F R Y x A r x × x r We x x F r A
144 simprl φ Y W R Y F R Y Y W R
145 1 17 143 129 144 fpwwe2lem9 φ Y W R Y F R Y X Y W X = R Y × X Y X R = W X X × Y
146 15 142 145 mpjaod φ Y W R Y F R Y X Y
147 13 146 eqssd φ Y W R Y F R Y Y = X
148 6 adantr φ Y W R Y F R Y Fun W
149 147 144 eqbrtrrd φ Y W R Y F R Y X W R
150 funbrfv Fun W X W R W X = R
151 148 149 150 sylc φ Y W R Y F R Y W X = R
152 151 eqcomd φ Y W R Y F R Y R = W X
153 147 152 jca φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X
154 153 ex φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X
155 1 2 3 4 fpwwe2lem12 φ X F W X X
156 22 155 jca φ X W W X X F W X X
157 breq12 Y = X R = W X Y W R X W W X
158 oveq12 Y = X R = W X Y F R = X F W X
159 simpl Y = X R = W X Y = X
160 158 159 eleq12d Y = X R = W X Y F R Y X F W X X
161 157 160 anbi12d Y = X R = W X Y W R Y F R Y X W W X X F W X X
162 156 161 syl5ibrcom φ Y = X R = W X Y W R Y F R Y
163 154 162 impbid φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X