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Theorem frege133

Description: If the procedure R is single-valued and if M and Y follow X in the R -sequence, then Y belongs to the R -sequence beginning with M or precedes M in the R -sequence. Proposition 133 of Frege1879 p. 86. (Contributed by RP, 9-Jul-2020) (Proof modification is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses frege133.x ⊢ X ∈ U
frege133.y ⊢ Y ∈ V
frege133.m ⊢ M ∈ W
frege133.r ⊢ R ∈ S
Assertion frege133 ⊢ Fun ⁡ R -1 -1 → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frege133.x ⊢ X ∈ U
2 frege133.y ⊢ Y ∈ V
3 frege133.m ⊢ M ∈ W
4 frege133.r ⊢ R ∈ S
5 fvex ⊢ t+ ⁡ R ∈ V
6 5 cnvex ⊢ t+ ⁡ R -1 ∈ V
7 imaexg ⊢ t+ ⁡ R -1 ∈ V → t+ ⁡ R -1 M ∈ V
8 6 7 ax-mp ⊢ t+ ⁡ R -1 M ∈ V
9 imaundir ⊢ t+ ⁡ R ∪ I M = t+ ⁡ R M ∪ I M
10 imaexg ⊢ t+ ⁡ R ∈ V → t+ ⁡ R M ∈ V
11 5 10 ax-mp ⊢ t+ ⁡ R M ∈ V
12 imai ⊢ I M = M
13 snex ⊢ M ∈ V
14 12 13 eqeltri ⊢ I M ∈ V
15 11 14 unex ⊢ t+ ⁡ R M ∪ I M ∈ V
16 9 15 eqeltri ⊢ t+ ⁡ R ∪ I M ∈ V
17 1 2 4 8 16 frege83 ⊢ R hereditary t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → X ∈ t+ ⁡ R -1 M → X t+ ⁡ R Y → Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M
18 3 elexi ⊢ M ∈ V
19 1 elexi ⊢ X ∈ V
20 18 19 elimasn ⊢ X ∈ t+ ⁡ R -1 M ↔ M X ∈ t+ ⁡ R -1
21 df-br ⊢ M t+ ⁡ R -1 X ↔ M X ∈ t+ ⁡ R -1
22 18 19 brcnv ⊢ M t+ ⁡ R -1 X ↔ X t+ ⁡ R M
23 20 21 22 3bitr2i ⊢ X ∈ t+ ⁡ R -1 M ↔ X t+ ⁡ R M
24 elun ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∨ Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M
25 df-or ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∨ Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ ¬ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M → Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M
26 2 elexi ⊢ Y ∈ V
27 18 26 elimasn ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ↔ M Y ∈ t+ ⁡ R -1
28 df-br ⊢ M t+ ⁡ R -1 Y ↔ M Y ∈ t+ ⁡ R -1
29 18 26 brcnv ⊢ M t+ ⁡ R -1 Y ↔ Y t+ ⁡ R M
30 27 28 29 3bitr2i ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ↔ Y t+ ⁡ R M
31 30 notbii ⊢ ¬ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ↔ ¬ Y t+ ⁡ R M
32 18 26 elimasn ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ M Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I
33 df-br ⊢ M t+ ⁡ R ∪ I Y ↔ M Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I
34 32 33 bitr4i ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ M t+ ⁡ R ∪ I Y
35 31 34 imbi12i ⊢ ¬ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M → Y ∈ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
36 24 25 35 3bitri ⊢ Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
37 36 imbi2i ⊢ X t+ ⁡ R Y → Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
38 23 37 imbi12i ⊢ X ∈ t+ ⁡ R -1 M → X t+ ⁡ R Y → Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
39 38 imbi2i ⊢ R hereditary t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → X ∈ t+ ⁡ R -1 M → X t+ ⁡ R Y → Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M ↔ R hereditary t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
40 3 4 frege132 ⊢ R hereditary t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y → Fun ⁡ R -1 -1 → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
41 39 40 sylbi ⊢ R hereditary t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → X ∈ t+ ⁡ R -1 M → X t+ ⁡ R Y → Y ∈ t+ ⁡ R -1 M ∪ t+ ⁡ R ∪ I M → Fun ⁡ R -1 -1 → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y
42 17 41 ax-mp ⊢ Fun ⁡ R -1 -1 → X t+ ⁡ R M → X t+ ⁡ R Y → ¬ Y t+ ⁡ R M → M t+ ⁡ R ∪ I Y