Metamath Proof Explorer


Theorem ismnushort

Description: Express the predicate on U and z in ismnu in a shorter form while avoiding complicated definitions. (Contributed by Rohan Ridenour, 10-Oct-2024)

Ref Expression
Assertion ismnushort ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → 𝒫 z ⊆ U ∩ w
2 1 reximi ⊢ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w
3 2 ralimi ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w
4 0elpw ⊢ ∅ ∈ 𝒫 U
5 4 a1i ⊢ ⊤ → ∅ ∈ 𝒫 U
6 biidd ⊢ ⊤ ∧ f = ∅ → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ↔ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w
7 5 6 rspcdv ⊢ ⊤ → ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w
8 7 mptru ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w
9 inss1 ⊢ U ∩ w ⊆ U
10 sstr2 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w → U ∩ w ⊆ U → 𝒫 z ⊆ U
11 9 10 mpi ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w → 𝒫 z ⊆ U
12 11 reximi ⊢ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U
13 rexex ⊢ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U → ∃ w 𝒫 z ⊆ U
14 ax5e ⊢ ∃ w 𝒫 z ⊆ U → 𝒫 z ⊆ U
15 13 14 syl ⊢ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U → 𝒫 z ⊆ U
16 3 8 12 15 4syl ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → 𝒫 z ⊆ U
17 inss1 ⊢ U ∩ g ⊆ U
18 vex ⊢ g ∈ V
19 18 inex2 ⊢ U ∩ g ∈ V
20 19 elpw ⊢ U ∩ g ∈ 𝒫 U ↔ U ∩ g ⊆ U
21 17 20 mpbir ⊢ U ∩ g ∈ 𝒫 U
22 unieq ⊢ f = U ∩ g → ⋃ f = ⋃ U ∩ g
23 22 ineq2d ⊢ f = U ∩ g → z ∩ ⋃ f = z ∩ ⋃ U ∩ g
24 ineq1 ⊢ f = U ∩ g → f ∩ 𝒫 𝒫 w = U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
25 24 unieqd ⊢ f = U ∩ g → ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w = ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
26 23 25 sseq12d ⊢ f = U ∩ g → z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
27 26 anbi2d ⊢ f = U ∩ g → 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
28 27 rexbidv ⊢ f = U ∩ g → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
29 28 rspcv ⊢ U ∩ g ∈ 𝒫 U → ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
30 21 29 ax-mp ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
31 30 alrimiv ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∀ g ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
32 inss2 ⊢ U ∩ w ⊆ w
33 sstr2 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w → U ∩ w ⊆ w → 𝒫 z ⊆ w
34 32 33 mpi ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w → 𝒫 z ⊆ w
35 an12 ⊢ v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ g ↔ i ∈ v ∧ v ∈ U ∧ v ∈ g
36 elin ⊢ v ∈ U ∩ g ↔ v ∈ U ∧ v ∈ g
37 36 bicomi ⊢ v ∈ U ∧ v ∈ g ↔ v ∈ U ∩ g
38 37 anbi2i ⊢ i ∈ v ∧ v ∈ U ∧ v ∈ g ↔ i ∈ v ∧ v ∈ U ∩ g
39 35 38 bitri ⊢ v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ g ↔ i ∈ v ∧ v ∈ U ∩ g
40 39 exbii ⊢ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ g ↔ ∃ v i ∈ v ∧ v ∈ U ∩ g
41 df-rex ⊢ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g ↔ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ g
42 eluni ⊢ i ∈ ⋃ U ∩ g ↔ ∃ v i ∈ v ∧ v ∈ U ∩ g
43 40 41 42 3bitr4i ⊢ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g ↔ i ∈ ⋃ U ∩ g
44 simp1 ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
45 elin ⊢ i ∈ z ∩ ⋃ U ∩ g ↔ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g
46 45 biimpri ⊢ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → i ∈ z ∩ ⋃ U ∩ g
47 46 3adant1 ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → i ∈ z ∩ ⋃ U ∩ g
48 44 47 sseldd ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → i ∈ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
49 eluni ⊢ i ∈ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
50 48 49 sylib ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w
51 elinel1 ⊢ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → u ∈ U ∩ g
52 51 elin2d ⊢ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → u ∈ g
53 elinel2 ⊢ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → u ∈ 𝒫 𝒫 w
54 elpwpw ⊢ u ∈ 𝒫 𝒫 w ↔ u ∈ V ∧ ⋃ u ⊆ w
55 54 simprbi ⊢ u ∈ 𝒫 𝒫 w → ⋃ u ⊆ w
56 53 55 syl ⊢ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → ⋃ u ⊆ w
57 52 56 jca ⊢ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → u ∈ g ∧ ⋃ u ⊆ w
58 57 anim2i ⊢ i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → i ∈ u ∧ u ∈ g ∧ ⋃ u ⊆ w
59 an12 ⊢ i ∈ u ∧ u ∈ g ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ u ∈ g ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
60 58 59 sylib ⊢ i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → u ∈ g ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
61 60 eximi ⊢ ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ u u ∈ g ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
62 df-rex ⊢ ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∃ u u ∈ g ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
63 61 62 sylibr ⊢ ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
64 50 63 syl ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ U ∩ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
65 64 3expia ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z → i ∈ ⋃ U ∩ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
66 43 65 biimtrid ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w ∧ i ∈ z → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
67 66 ralrimiva ⊢ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
68 34 67 anim12i ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
69 68 reximi ⊢ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ U ∩ g ⊆ ⋃ U ∩ g ∩ 𝒫 𝒫 w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
70 31 69 sylg ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∀ g ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
71 elequ2 ⊢ f = g → v ∈ f ↔ v ∈ g
72 71 anbi2d ⊢ f = g → i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ i ∈ v ∧ v ∈ g
73 72 rexbidv ⊢ f = g → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g
74 rexeq ⊢ f = g → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
75 73 74 imbi12d ⊢ f = g → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
76 75 ralbidv ⊢ f = g → ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
77 76 anbi2d ⊢ f = g → 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
78 77 rexbidv ⊢ f = g → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
79 78 cbvalvw ⊢ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∀ g ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ g → ∃ u ∈ g i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
80 70 79 sylibr ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
81 16 80 jca ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w → 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
82 nfv ⊢ Ⅎ f 𝒫 z ⊆ U
83 nfa1 ⊢ Ⅎ f ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
84 82 83 nfan ⊢ Ⅎ f 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
85 elpwi ⊢ f ∈ 𝒫 U → f ⊆ U
86 sp ⊢ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
87 ssin ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ 𝒫 z ⊆ w ↔ 𝒫 z ⊆ U ∩ w
88 87 biimpi ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ⊆ U ∩ w
89 88 ex ⊢ 𝒫 z ⊆ U → 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ⊆ U ∩ w
90 89 adantr ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → 𝒫 z ⊆ w → 𝒫 z ⊆ U ∩ w
91 simp3 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f
92 eluni ⊢ i ∈ ⋃ f ↔ ∃ v i ∈ v ∧ v ∈ f
93 91 92 sylib ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → ∃ v i ∈ v ∧ v ∈ f
94 simpl2 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f → f ⊆ U
95 simprr ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f → v ∈ f
96 94 95 sseldd ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f → v ∈ U
97 simprl ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f → i ∈ v
98 96 97 95 3jca ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f → v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
99 98 ex ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → i ∈ v ∧ v ∈ f → v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
100 99 eximdv ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → ∃ v i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
101 93 100 mpd ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
102 df-rex ⊢ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
103 3anass ⊢ v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
104 103 exbii ⊢ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
105 102 104 bitr4i ⊢ ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f ↔ ∃ v v ∈ U ∧ i ∈ v ∧ v ∈ f
106 101 105 sylibr ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ i ∈ ⋃ f → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f
107 106 3expia ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → i ∈ ⋃ f → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f
108 elin ⊢ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ u ∈ f ∧ u ∈ 𝒫 𝒫 w
109 vex ⊢ u ∈ V
110 109 54 mpbiran ⊢ u ∈ 𝒫 𝒫 w ↔ ⋃ u ⊆ w
111 110 anbi2i ⊢ u ∈ f ∧ u ∈ 𝒫 𝒫 w ↔ u ∈ f ∧ ⋃ u ⊆ w
112 108 111 bitri ⊢ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ u ∈ f ∧ ⋃ u ⊆ w
113 112 anbi2i ⊢ i ∈ u ∧ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ i ∈ u ∧ u ∈ f ∧ ⋃ u ⊆ w
114 an12 ⊢ u ∈ f ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ i ∈ u ∧ u ∈ f ∧ ⋃ u ⊆ w
115 113 114 bitr4i ⊢ i ∈ u ∧ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ u ∈ f ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
116 115 exbii ⊢ ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∃ u u ∈ f ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
117 eluni ⊢ i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∃ u i ∈ u ∧ u ∈ f ∩ 𝒫 𝒫 w
118 df-rex ⊢ ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ↔ ∃ u u ∈ f ∧ i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
119 116 117 118 3bitr4i ⊢ i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w
120 119 biimpri ⊢ ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
121 120 a1i ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
122 107 121 imim12d ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
123 122 ralimdv ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → ∀ i ∈ z i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
124 elin ⊢ i ∈ z ∩ ⋃ f ↔ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ f
125 124 imbi1i ⊢ i ∈ z ∩ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
126 impexp ⊢ i ∈ z ∧ i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ i ∈ z → i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
127 125 126 bitri ⊢ i ∈ z ∩ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ i ∈ z → i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
128 127 albii ⊢ ∀ i i ∈ z ∩ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∀ i i ∈ z → i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
129 df-ss ⊢ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∀ i i ∈ z ∩ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
130 df-ral ⊢ ∀ i ∈ z i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∀ i i ∈ z → i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
131 128 129 130 3bitr4i ⊢ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ ∀ i ∈ z i ∈ ⋃ f → i ∈ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
132 123 131 imbitrrdi ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
133 90 132 anim12d ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
134 133 reximdv ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
135 134 3impia ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ f ⊆ U ∧ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
136 135 3com23 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ∧ f ⊆ U → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
137 86 136 syl3an2 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ∧ f ⊆ U → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
138 137 3expa ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ∧ f ⊆ U → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
139 85 138 sylan2 ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w ∧ f ∈ 𝒫 U → ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
140 84 139 ralrimia ⊢ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w → ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w
141 81 140 impbii ⊢ ∀ f ∈ 𝒫 U ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ U ∩ w ∧ z ∩ ⋃ f ⊆ ⋃ f ∩ 𝒫 𝒫 w ↔ 𝒫 z ⊆ U ∧ ∀ f ∃ w ∈ U 𝒫 z ⊆ w ∧ ∀ i ∈ z ∃ v ∈ U i ∈ v ∧ v ∈ f → ∃ u ∈ f i ∈ u ∧ ⋃ u ⊆ w