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Theorem ssclaxsep

Description: A class that is closed under subsets models the Axiom of Separation ax-sep . Lemma II.2.4(3) of Kunen2 p. 111.

Note that, to obtain the relativization of an instance of Separation to M , the formula ph would need to be replaced with its relativization to M . However, this new formula is a valid substitution for ph , so this theorem does establish that all instances of Separation hold in M . (Contributed by Eric Schmidt, 29-Sep-2025)

Ref Expression
Assertion ssclaxsep ⊢ ∀ z ∈ M 𝒫 z ⊆ M → ∀ z ∈ M ∃ y ∈ M ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ax-sep ⊢ ∃ y ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
2 biimp ⊢ x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → x ∈ y → x ∈ z ∧ φ
3 simpl ⊢ x ∈ z ∧ φ → x ∈ z
4 2 3 syl6 ⊢ x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → x ∈ y → x ∈ z
5 4 alimi ⊢ ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → ∀ x x ∈ y → x ∈ z
6 velpw ⊢ y ∈ 𝒫 z ↔ y ⊆ z
7 df-ss ⊢ y ⊆ z ↔ ∀ x x ∈ y → x ∈ z
8 6 7 bitr2i ⊢ ∀ x x ∈ y → x ∈ z ↔ y ∈ 𝒫 z
9 5 8 sylib ⊢ ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → y ∈ 𝒫 z
10 ssel ⊢ 𝒫 z ⊆ M → y ∈ 𝒫 z → y ∈ M
11 9 10 syl5 ⊢ 𝒫 z ⊆ M → ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → y ∈ M
12 alral ⊢ ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
13 11 12 jca2 ⊢ 𝒫 z ⊆ M → ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → y ∈ M ∧ ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
14 13 eximdv ⊢ 𝒫 z ⊆ M → ∃ y ∀ x x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ → ∃ y y ∈ M ∧ ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
15 1 14 mpi ⊢ 𝒫 z ⊆ M → ∃ y y ∈ M ∧ ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
16 df-rex ⊢ ∃ y ∈ M ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ ↔ ∃ y y ∈ M ∧ ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
17 15 16 sylibr ⊢ 𝒫 z ⊆ M → ∃ y ∈ M ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ
18 17 ralimi ⊢ ∀ z ∈ M 𝒫 z ⊆ M → ∀ z ∈ M ∃ y ∈ M ∀ x ∈ M x ∈ y ↔ x ∈ z ∧ φ