Metamath Proof Explorer


Theorem onsupeqnmax

Description: Condition when the supremum of a class of ordinals is not the maximum element of that class. (Contributed by RP, 27-Jan-2025)

Ref Expression
Assertion onsupeqnmax ⊢ A ⊆ On → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ⋃ A = ⋃ ⋃ A ∧ ¬ ⋃ A ∈ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A → A ⊆ On
2 1 sselda ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → y ∈ On
3 ssel2 ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A → x ∈ On
4 3 adantr ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → x ∈ On
5 ontri1 ⊢ y ∈ On ∧ x ∈ On → y ⊆ x ↔ ¬ x ∈ y
6 2 4 5 syl2anc ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A → y ⊆ x ↔ ¬ x ∈ y
7 6 ralbidva ⊢ A ⊆ On ∧ x ∈ A → ∀ y ∈ A y ⊆ x ↔ ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
8 7 rexbidva ⊢ A ⊆ On → ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A y ⊆ x ↔ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
9 8 notbid ⊢ A ⊆ On → ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A y ⊆ x ↔ ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
10 9 bicomd ⊢ A ⊆ On → ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y ↔ ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A y ⊆ x
11 dfrex2 ⊢ ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ¬ ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
12 11 ralbii ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ∀ x ∈ A ¬ ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
13 ralnex ⊢ ∀ x ∈ A ¬ ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y ↔ ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
14 12 13 bitri ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A ¬ x ∈ y
15 unielid ⊢ ⋃ A ∈ A ↔ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A y ⊆ x
16 15 notbii ⊢ ¬ ⋃ A ∈ A ↔ ¬ ∃ x ∈ A ∀ y ∈ A y ⊆ x
17 10 14 16 3bitr4g ⊢ A ⊆ On → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ¬ ⋃ A ∈ A
18 onsupnmax ⊢ A ⊆ On → ¬ ⋃ A ∈ A → ⋃ A = ⋃ ⋃ A
19 18 pm4.71rd ⊢ A ⊆ On → ¬ ⋃ A ∈ A ↔ ⋃ A = ⋃ ⋃ A ∧ ¬ ⋃ A ∈ A
20 17 19 bitrd ⊢ A ⊆ On → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ A x ∈ y ↔ ⋃ A = ⋃ ⋃ A ∧ ¬ ⋃ A ∈ A