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Theorem tz7.49

Description: Proposition 7.49 of TakeutiZaring p. 51. (Contributed by NM, 10-Feb-1997) (Revised by Mario Carneiro, 10-Jan-2013)

Ref Expression
Hypotheses tz7.49.1 ⊢ F Fn On
tz7.49.2 ⊢ φ ↔ ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x
Assertion tz7.49 ⊢ A ∈ B ∧ φ → ∃ x ∈ On ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tz7.49.1 ⊢ F Fn On
2 tz7.49.2 ⊢ φ ↔ ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x
3 df-ne ⊢ A ∖ F x ≠ ∅ ↔ ¬ A ∖ F x = ∅
4 3 ralbii ⊢ ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ ↔ ∀ x ∈ On ¬ A ∖ F x = ∅
5 ralim ⊢ ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x → ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → ∀ x ∈ On F ⁡ x ∈ A ∖ F x
6 2 5 sylbi ⊢ φ → ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → ∀ x ∈ On F ⁡ x ∈ A ∖ F x
7 4 6 biimtrrid ⊢ φ → ∀ x ∈ On ¬ A ∖ F x = ∅ → ∀ x ∈ On F ⁡ x ∈ A ∖ F x
8 1 tz7.48-3 ⊢ ∀ x ∈ On F ⁡ x ∈ A ∖ F x → ¬ A ∈ V
9 elex ⊢ A ∈ B → A ∈ V
10 8 9 nsyl3 ⊢ A ∈ B → ¬ ∀ x ∈ On F ⁡ x ∈ A ∖ F x
11 7 10 nsyli ⊢ φ → A ∈ B → ¬ ∀ x ∈ On ¬ A ∖ F x = ∅
12 dfrex2 ⊢ ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ↔ ¬ ∀ x ∈ On ¬ A ∖ F x = ∅
13 11 12 imbitrrdi ⊢ φ → A ∈ B → ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅
14 imaeq2 ⊢ x = y → F x = F y
15 14 difeq2d ⊢ x = y → A ∖ F x = A ∖ F y
16 15 eqeq1d ⊢ x = y → A ∖ F x = ∅ ↔ A ∖ F y = ∅
17 16 onminex ⊢ ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ → ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x ¬ A ∖ F y = ∅
18 13 17 syl6 ⊢ φ → A ∈ B → ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x ¬ A ∖ F y = ∅
19 df-ne ⊢ A ∖ F y ≠ ∅ ↔ ¬ A ∖ F y = ∅
20 19 ralbii ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ↔ ∀ y ∈ x ¬ A ∖ F y = ∅
21 20 anbi2i ⊢ A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ↔ A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x ¬ A ∖ F y = ∅
22 21 rexbii ⊢ ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ↔ ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x ¬ A ∖ F y = ∅
23 18 22 imbitrrdi ⊢ φ → A ∈ B → ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅
24 nfra1 ⊢ Ⅎ x ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x
25 2 24 nfxfr ⊢ Ⅎ x φ
26 simpllr ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On ∧ A ∖ F x = ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅
27 fnfun ⊢ F Fn On → Fun ⁡ F
28 1 27 ax-mp ⊢ Fun ⁡ F
29 fvelima ⊢ Fun ⁡ F ∧ z ∈ F x → ∃ y ∈ x F ⁡ y = z
30 28 29 mpan ⊢ z ∈ F x → ∃ y ∈ x F ⁡ y = z
31 nfv ⊢ Ⅎ y φ
32 nfra1 ⊢ Ⅎ y ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅
33 31 32 nfan ⊢ Ⅎ y φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅
34 nfv ⊢ Ⅎ y x ∈ On → z ∈ A
35 rsp ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → y ∈ x → A ∖ F y ≠ ∅
36 35 adantld ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On ∧ y ∈ x → A ∖ F y ≠ ∅
37 onelon ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → y ∈ On
38 15 neeq1d ⊢ x = y → A ∖ F x ≠ ∅ ↔ A ∖ F y ≠ ∅
39 fveq2 ⊢ x = y → F ⁡ x = F ⁡ y
40 39 15 eleq12d ⊢ x = y → F ⁡ x ∈ A ∖ F x ↔ F ⁡ y ∈ A ∖ F y
41 38 40 imbi12d ⊢ x = y → A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x ↔ A ∖ F y ≠ ∅ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
42 41 rspcv ⊢ y ∈ On → ∀ x ∈ On A ∖ F x ≠ ∅ → F ⁡ x ∈ A ∖ F x → A ∖ F y ≠ ∅ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
43 2 42 biimtrid ⊢ y ∈ On → φ → A ∖ F y ≠ ∅ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
44 43 com23 ⊢ y ∈ On → A ∖ F y ≠ ∅ → φ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
45 37 44 syl ⊢ x ∈ On ∧ y ∈ x → A ∖ F y ≠ ∅ → φ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
46 36 45 sylcom ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On ∧ y ∈ x → φ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
47 46 com3r ⊢ φ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On ∧ y ∈ x → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
48 47 imp ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On ∧ y ∈ x → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
49 48 expcomd ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → y ∈ x → x ∈ On → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
50 eldifi ⊢ F ⁡ y ∈ A ∖ F y → F ⁡ y ∈ A
51 eleq1 ⊢ F ⁡ y = z → F ⁡ y ∈ A ↔ z ∈ A
52 50 51 syl5ibcom ⊢ F ⁡ y ∈ A ∖ F y → F ⁡ y = z → z ∈ A
53 49 52 syl8 ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → y ∈ x → x ∈ On → F ⁡ y = z → z ∈ A
54 53 com34 ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → y ∈ x → F ⁡ y = z → x ∈ On → z ∈ A
55 33 34 54 rexlimd ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → ∃ y ∈ x F ⁡ y = z → x ∈ On → z ∈ A
56 30 55 syl5 ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → z ∈ F x → x ∈ On → z ∈ A
57 56 com23 ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On → z ∈ F x → z ∈ A
58 57 imp ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On → z ∈ F x → z ∈ A
59 58 ssrdv ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On → F x ⊆ A
60 ssdif0 ⊢ A ⊆ F x ↔ A ∖ F x = ∅
61 60 biimpri ⊢ A ∖ F x = ∅ → A ⊆ F x
62 59 61 anim12i ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On ∧ A ∖ F x = ∅ → F x ⊆ A ∧ A ⊆ F x
63 eqss ⊢ F x = A ↔ F x ⊆ A ∧ A ⊆ F x
64 62 63 sylibr ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On ∧ A ∖ F x = ∅ → F x = A
65 onss ⊢ x ∈ On → x ⊆ On
66 32 31 nfan ⊢ Ⅎ y ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ
67 nfv ⊢ Ⅎ y x ⊆ On
68 66 67 nfan ⊢ Ⅎ y ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On
69 nfv ⊢ Ⅎ z ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On ∧ y ∈ x
70 ssel ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → y ∈ On
71 onss ⊢ y ∈ On → y ⊆ On
72 1 fndmi ⊢ dom ⁡ F = On
73 71 72 sseqtrrdi ⊢ y ∈ On → y ⊆ dom ⁡ F
74 funfvima2 ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ⊆ dom ⁡ F → z ∈ y → F ⁡ z ∈ F y
75 28 73 74 sylancr ⊢ y ∈ On → z ∈ y → F ⁡ z ∈ F y
76 70 75 syl6 ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → z ∈ y → F ⁡ z ∈ F y
77 35 com12 ⊢ y ∈ x → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → A ∖ F y ≠ ∅
78 77 a1i ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → A ∖ F y ≠ ∅
79 70 78 44 syl10 ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → φ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
80 79 imp4a ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → F ⁡ y ∈ A ∖ F y
81 eldifn ⊢ F ⁡ y ∈ A ∖ F y → ¬ F ⁡ y ∈ F y
82 eleq1a ⊢ F ⁡ z ∈ F y → F ⁡ y = F ⁡ z → F ⁡ y ∈ F y
83 82 con3d ⊢ F ⁡ z ∈ F y → ¬ F ⁡ y ∈ F y → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
84 81 83 syl5com ⊢ F ⁡ y ∈ A ∖ F y → F ⁡ z ∈ F y → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
85 80 84 syl8 ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → F ⁡ z ∈ F y → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
86 85 com34 ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → F ⁡ z ∈ F y → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
87 76 86 syldd ⊢ x ⊆ On → y ∈ x → z ∈ y → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
88 87 com4r ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → x ⊆ On → y ∈ x → z ∈ y → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
89 88 imp31 ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On ∧ y ∈ x → z ∈ y → ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
90 69 89 ralrimi ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On ∧ y ∈ x → ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
91 90 ex ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On → y ∈ x → ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
92 68 91 ralrimi ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ ∧ x ⊆ On → ∀ y ∈ x ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
93 92 ex ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → x ⊆ On → ∀ y ∈ x ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
94 93 ancld ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → x ⊆ On → x ⊆ On ∧ ∀ y ∈ x ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z
95 1 tz7.48lem ⊢ x ⊆ On ∧ ∀ y ∈ x ∀ z ∈ y ¬ F ⁡ y = F ⁡ z → Fun ⁡ F ↾ x -1
96 65 94 95 syl56 ⊢ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ φ → x ∈ On → Fun ⁡ F ↾ x -1
97 96 ancoms ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On → Fun ⁡ F ↾ x -1
98 97 imp ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On → Fun ⁡ F ↾ x -1
99 98 adantr ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On ∧ A ∖ F x = ∅ → Fun ⁡ F ↾ x -1
100 26 64 99 3jca ⊢ φ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ x ∈ On ∧ A ∖ F x = ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
101 100 exp41 ⊢ φ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → x ∈ On → A ∖ F x = ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
102 101 com23 ⊢ φ → x ∈ On → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → A ∖ F x = ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
103 102 com34 ⊢ φ → x ∈ On → A ∖ F x = ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
104 103 imp4a ⊢ φ → x ∈ On → A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
105 25 104 reximdai ⊢ φ → ∃ x ∈ On A ∖ F x = ∅ ∧ ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ → ∃ x ∈ On ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
106 23 105 syld ⊢ φ → A ∈ B → ∃ x ∈ On ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1
107 106 impcom ⊢ A ∈ B ∧ φ → ∃ x ∈ On ∀ y ∈ x A ∖ F y ≠ ∅ ∧ F x = A ∧ Fun ⁡ F ↾ x -1