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Theorem wfaxinf2

Description: The class of well-founded sets models the Axiom of Infinity ax-inf2 . Part of Corollary II.2.12 of Kunen2 p. 114. (Contributed by Eric Schmidt, 19-Oct-2025)

Ref Expression
Hypothesis wfax.1 ⊢ W = ⋃ R1 On
Assertion wfaxinf2 ⊢ ∃ x ∈ W ∃ y ∈ W y ∈ x ∧ ∀ z ∈ W ¬ z ∈ y ∧ ∀ y ∈ W y ∈ x → ∃ z ∈ W z ∈ x ∧ ∀ w ∈ W w ∈ z ↔ w ∈ y ∨ w = y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 wfax.1 ⊢ W = ⋃ R1 On
2 trwf ⊢ Tr ⁡ ⋃ R1 On
3 treq ⊢ W = ⋃ R1 On → Tr ⁡ W ↔ Tr ⁡ ⋃ R1 On
4 1 3 ax-mp ⊢ Tr ⁡ W ↔ Tr ⁡ ⋃ R1 On
5 2 4 mpbir ⊢ Tr ⁡ W
6 onwf ⊢ On ⊆ ⋃ R1 On
7 omelon ⊢ ω ∈ On
8 6 7 sselii ⊢ ω ∈ ⋃ R1 On
9 8 1 eleqtrri ⊢ ω ∈ W
10 omelaxinf2 ⊢ Tr ⁡ W ∧ ω ∈ W → ∃ x ∈ W ∃ y ∈ W y ∈ x ∧ ∀ z ∈ W ¬ z ∈ y ∧ ∀ y ∈ W y ∈ x → ∃ z ∈ W z ∈ x ∧ ∀ w ∈ W w ∈ z ↔ w ∈ y ∨ w = y
11 5 9 10 mp2an ⊢ ∃ x ∈ W ∃ y ∈ W y ∈ x ∧ ∀ z ∈ W ¬ z ∈ y ∧ ∀ y ∈ W y ∈ x → ∃ z ∈ W z ∈ x ∧ ∀ w ∈ W w ∈ z ↔ w ∈ y ∨ w = y