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Theorem ltbval

Description: Value of the well-order on finite bags. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses ltbval.c ⊢ C = T < bag I
ltbval.d ⊢ D = h ∈ ℕ 0 I | h -1 ℕ ∈ Fin
ltbval.i ⊢ φ → I ∈ V
ltbval.t ⊢ φ → T ∈ W
Assertion ltbval ⊢ φ → C = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ltbval.c ⊢ C = T < bag I
2 ltbval.d ⊢ D = h ∈ ℕ 0 I | h -1 ℕ ∈ Fin
3 ltbval.i ⊢ φ → I ∈ V
4 ltbval.t ⊢ φ → T ∈ W
5 elex ⊢ T ∈ W → T ∈ V
6 elex ⊢ I ∈ V → I ∈ V
7 simpr ⊢ r = T ∧ i = I → i = I
8 7 oveq2d ⊢ r = T ∧ i = I → ℕ 0 i = ℕ 0 I
9 rabeq ⊢ ℕ 0 i = ℕ 0 I → h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin = h ∈ ℕ 0 I | h -1 ℕ ∈ Fin
10 8 9 syl ⊢ r = T ∧ i = I → h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin = h ∈ ℕ 0 I | h -1 ℕ ∈ Fin
11 10 2 eqtr4di ⊢ r = T ∧ i = I → h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin = D
12 11 sseq2d ⊢ r = T ∧ i = I → x y ⊆ h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin ↔ x y ⊆ D
13 simpl ⊢ r = T ∧ i = I → r = T
14 13 breqd ⊢ r = T ∧ i = I → z r w ↔ z T w
15 14 imbi1d ⊢ r = T ∧ i = I → z r w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
16 7 15 raleqbidv ⊢ r = T ∧ i = I → ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
17 16 anbi2d ⊢ r = T ∧ i = I → x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
18 7 17 rexeqbidv ⊢ r = T ∧ i = I → ∃ z ∈ i x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
19 12 18 anbi12d ⊢ r = T ∧ i = I → x y ⊆ h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin ∧ ∃ z ∈ i x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
20 19 opabbidv ⊢ r = T ∧ i = I → x y | x y ⊆ h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin ∧ ∃ z ∈ i x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
21 df-ltbag ⊢ < bag = r ∈ V , i ∈ V ⟼ x y | x y ⊆ h ∈ ℕ 0 i | h -1 ℕ ∈ Fin ∧ ∃ z ∈ i x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ i z r w → x ⁡ w = y ⁡ w
22 vex ⊢ x ∈ V
23 vex ⊢ y ∈ V
24 22 23 prss ⊢ x ∈ D ∧ y ∈ D ↔ x y ⊆ D
25 24 anbi1i ⊢ x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w ↔ x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
26 25 opabbii ⊢ x y | x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
27 ovex ⊢ ℕ 0 I ∈ V
28 2 27 rabex2 ⊢ D ∈ V
29 28 28 xpex ⊢ D × D ∈ V
30 opabssxp ⊢ x y | x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w ⊆ D × D
31 29 30 ssexi ⊢ x y | x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w ∈ V
32 26 31 eqeltrri ⊢ x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w ∈ V
33 20 21 32 ovmpoa ⊢ T ∈ V ∧ I ∈ V → T < bag I = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
34 5 6 33 syl2an ⊢ T ∈ W ∧ I ∈ V → T < bag I = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
35 4 3 34 syl2anc ⊢ φ → T < bag I = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w
36 1 35 eqtrid ⊢ φ → C = x y | x y ⊆ D ∧ ∃ z ∈ I x ⁡ z < y ⁡ z ∧ ∀ w ∈ I z T w → x ⁡ w = y ⁡ w