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Theorem wevgblacfn

Description: If R is a well-ordering of the universe, then G is a global choice function. Here G maps each set z to its minimal element with respect to R (except when z is the empty set, in which case it is mapped to the empty set, though this is only done for convenience). This is the ZFC version of (3 -> 1) in https://tinyurl.com/hamkins-gblac . (Contributed by BTernaryTau, 29-Jun-2025)

Ref Expression
Hypothesis wevgblacfn.1 ⊢ G = z ∈ V ⟼ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y
Assertion wevgblacfn ⊢ R We V → G Fn V ∧ ∀ z z ≠ ∅ → G ⁡ z ∈ z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 wevgblacfn.1 ⊢ G = z ∈ V ⟼ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y
2 eleq2 ⊢ z = ∅ → y ∈ z ↔ y ∈ ∅
3 raleq ⊢ z = ∅ → ∀ x ∈ z ¬ x R y ↔ ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y
4 2 3 anbi12d ⊢ z = ∅ → y ∈ z ∧ ∀ x ∈ z ¬ x R y ↔ y ∈ ∅ ∧ ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y
5 4 rabbidva2 ⊢ z = ∅ → y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = y ∈ ∅ | ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y
6 5 unieqd ⊢ z = ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = ⋃ y ∈ ∅ | ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y
7 rab0 ⊢ y ∈ ∅ | ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y = ∅
8 7 unieqi ⊢ ⋃ y ∈ ∅ | ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y = ⋃ ∅
9 uni0 ⊢ ⋃ ∅ = ∅
10 8 9 eqtri ⊢ ⋃ y ∈ ∅ | ∀ x ∈ ∅ ¬ x R y = ∅
11 6 10 eqtrdi ⊢ z = ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = ∅
12 0ex ⊢ ∅ ∈ V
13 11 12 eqeltrdi ⊢ z = ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V
14 13 adantl ⊢ R We V ∧ z = ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V
15 ssv ⊢ z ⊆ V
16 15 jctl ⊢ z ≠ ∅ → z ⊆ V ∧ z ≠ ∅
17 vex ⊢ z ∈ V
18 16 17 jctil ⊢ z ≠ ∅ → z ∈ V ∧ z ⊆ V ∧ z ≠ ∅
19 3anass ⊢ z ∈ V ∧ z ⊆ V ∧ z ≠ ∅ ↔ z ∈ V ∧ z ⊆ V ∧ z ≠ ∅
20 18 19 sylibr ⊢ z ≠ ∅ → z ∈ V ∧ z ⊆ V ∧ z ≠ ∅
21 wereu ⊢ R We V ∧ z ∈ V ∧ z ⊆ V ∧ z ≠ ∅ → ∃! y ∈ z ∀ x ∈ z ¬ x R y
22 20 21 sylan2 ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → ∃! y ∈ z ∀ x ∈ z ¬ x R y
23 vsnid ⊢ w ∈ w
24 eleq2 ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → w ∈ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ↔ w ∈ w
25 23 24 mpbiri ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → w ∈ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y
26 elrabi ⊢ w ∈ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y → w ∈ z
27 25 26 syl ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → w ∈ z
28 unieq ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = ⋃ w
29 unisnv ⊢ ⋃ w = w
30 28 29 eqtrdi ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
31 27 30 jca ⊢ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → w ∈ z ∧ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
32 31 eximi ⊢ ∃ w y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ∃ w w ∈ z ∧ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
33 reusn ⊢ ∃! y ∈ z ∀ x ∈ z ¬ x R y ↔ ∃ w y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
34 df-rex ⊢ ∃ w ∈ z ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w ↔ ∃ w w ∈ z ∧ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
35 32 33 34 3imtr4i ⊢ ∃! y ∈ z ∀ x ∈ z ¬ x R y → ∃ w ∈ z ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
36 22 35 syl ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → ∃ w ∈ z ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w
37 eleq1 ⊢ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ z ↔ w ∈ z
38 37 biimparc ⊢ w ∈ z ∧ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ z
39 38 rexlimiva ⊢ ∃ w ∈ z ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y = w → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ z
40 36 39 syl ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ z
41 40 elexd ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V
42 14 41 pm2.61dane ⊢ R We V → ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V
43 42 ralrimivw ⊢ R We V → ∀ z ∈ V ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V
44 1 fnmpt ⊢ ∀ z ∈ V ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ V → G Fn V
45 43 44 syl ⊢ R We V → G Fn V
46 1 fvmpt2 ⊢ z ∈ V ∧ ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y ∈ z → G ⁡ z = ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y
47 17 40 46 sylancr ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → G ⁡ z = ⋃ y ∈ z | ∀ x ∈ z ¬ x R y
48 47 40 eqeltrd ⊢ R We V ∧ z ≠ ∅ → G ⁡ z ∈ z
49 48 ex ⊢ R We V → z ≠ ∅ → G ⁡ z ∈ z
50 49 alrimiv ⊢ R We V → ∀ z z ≠ ∅ → G ⁡ z ∈ z
51 45 50 jca ⊢ R We V → G Fn V ∧ ∀ z z ≠ ∅ → G ⁡ z ∈ z