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Theorem ingru

Description: The intersection of a universe with a class that acts like a universe is another universe. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Jun-2013)

Ref Expression
Assertion ingru ⊢ Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → U ∈ Univ → U ∩ A ∈ Univ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ineq1 ⊢ u = U → u ∩ A = U ∩ A
2 1 eleq1d ⊢ u = U → u ∩ A ∈ Univ ↔ U ∩ A ∈ Univ
3 2 imbi2d ⊢ u = U → Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → u ∩ A ∈ Univ ↔ Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → U ∩ A ∈ Univ
4 elgrug ⊢ u ∈ Univ → u ∈ Univ ↔ Tr ⁡ u ∧ ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
5 4 ibi ⊢ u ∈ Univ → Tr ⁡ u ∧ ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
6 trin ⊢ Tr ⁡ u ∧ Tr ⁡ A → Tr ⁡ u ∩ A
7 6 ex ⊢ Tr ⁡ u → Tr ⁡ A → Tr ⁡ u ∩ A
8 inss1 ⊢ u ∩ A ⊆ u
9 ssralv ⊢ u ∩ A ⊆ u → ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
10 8 9 ax-mp ⊢ ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
11 inss2 ⊢ u ∩ A ⊆ A
12 ssralv ⊢ u ∩ A ⊆ A → ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A
13 11 12 ax-mp ⊢ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A
14 elin ⊢ 𝒫 x ∈ u ∩ A ↔ 𝒫 x ∈ u ∧ 𝒫 x ∈ A
15 14 simplbi2 ⊢ 𝒫 x ∈ u → 𝒫 x ∈ A → 𝒫 x ∈ u ∩ A
16 ssralv ⊢ u ∩ A ⊆ u → ∀ y ∈ u x y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u
17 8 16 ax-mp ⊢ ∀ y ∈ u x y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u
18 ssralv ⊢ u ∩ A ⊆ A → ∀ y ∈ A x y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ A
19 11 18 ax-mp ⊢ ∀ y ∈ A x y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ A
20 elin ⊢ x y ∈ u ∩ A ↔ x y ∈ u ∧ x y ∈ A
21 20 simplbi2 ⊢ x y ∈ u → x y ∈ A → x y ∈ u ∩ A
22 21 ral2imi ⊢ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A
23 17 19 22 syl2im ⊢ ∀ y ∈ u x y ∈ u → ∀ y ∈ A x y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A
24 15 23 im2anan9 ⊢ 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u → 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A → 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A
25 vex ⊢ u ∈ V
26 mapss ⊢ u ∈ V ∧ u ∩ A ⊆ u → u ∩ A x ⊆ u x
27 25 8 26 mp2an ⊢ u ∩ A x ⊆ u x
28 ssralv ⊢ u ∩ A x ⊆ u x → ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
29 27 28 ax-mp ⊢ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u
30 25 inex1 ⊢ u ∩ A ∈ V
31 vex ⊢ x ∈ V
32 30 31 elmap ⊢ y ∈ u ∩ A x ↔ y : x ⟶ u ∩ A
33 fss ⊢ y : x ⟶ u ∩ A ∧ u ∩ A ⊆ A → y : x ⟶ A
34 11 33 mpan2 ⊢ y : x ⟶ u ∩ A → y : x ⟶ A
35 32 34 sylbi ⊢ y ∈ u ∩ A x → y : x ⟶ A
36 35 imim1i ⊢ y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → y ∈ u ∩ A x → ⋃ ran ⁡ y ∈ A
37 36 alimi ⊢ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ y y ∈ u ∩ A x → ⋃ ran ⁡ y ∈ A
38 37 ralrid ⊢ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ A
39 elin ⊢ ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A ↔ ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∧ ⋃ ran ⁡ y ∈ A
40 39 simplbi2 ⊢ ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
41 40 ral2imi ⊢ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
42 29 38 41 syl2im ⊢ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
43 24 42 im2anan9 ⊢ 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
44 43 3impa ⊢ 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
45 df-3an ⊢ 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A ↔ 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A
46 df-3an ⊢ 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A ↔ 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
47 44 45 46 3imtr4g ⊢ 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
48 47 ral2imi ⊢ ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
49 10 13 48 syl2im ⊢ ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
50 7 49 im2anan9 ⊢ Tr ⁡ u ∧ ∀ x ∈ u 𝒫 x ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x y ∈ u ∧ ∀ y ∈ u x ⋃ ran ⁡ y ∈ u → Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → Tr ⁡ u ∩ A ∧ ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
51 5 50 syl ⊢ u ∈ Univ → Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → Tr ⁡ u ∩ A ∧ ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
52 elgrug ⊢ u ∩ A ∈ V → u ∩ A ∈ Univ ↔ Tr ⁡ u ∩ A ∧ ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
53 30 52 ax-mp ⊢ u ∩ A ∈ Univ ↔ Tr ⁡ u ∩ A ∧ ∀ x ∈ u ∩ A 𝒫 x ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x y ∈ u ∩ A ∧ ∀ y ∈ u ∩ A x ⋃ ran ⁡ y ∈ u ∩ A
54 51 53 imbitrrdi ⊢ u ∈ Univ → Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → u ∩ A ∈ Univ
55 3 54 vtoclga ⊢ U ∈ Univ → Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → U ∩ A ∈ Univ
56 55 com12 ⊢ Tr ⁡ A ∧ ∀ x ∈ A 𝒫 x ∈ A ∧ ∀ y ∈ A x y ∈ A ∧ ∀ y y : x ⟶ A → ⋃ ran ⁡ y ∈ A → U ∈ Univ → U ∩ A ∈ Univ