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Theorem fin2solem

Description: Lemma for fin2so . (Contributed by Brendan Leahy, 29-Jun-2019)

Ref Expression
Assertion fin2solem ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) → ( 𝑦 𝑅 𝑧 → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } [⊊] { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ancom ⊢ ( ( ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) ↔ ( 𝑤 ∈ 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) )
2 3anass ⊢ ( ( 𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ↔ ( 𝑤 ∈ 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) )
3 1 2 bitr4i ⊢ ( ( ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) ↔ ( 𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) )
4 sotr ⊢ ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) → ( ( 𝑤 𝑅 𝑦 ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
5 3 4 sylan2b ⊢ ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) ) → ( ( 𝑤 𝑅 𝑦 ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
6 5 anassrs ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) → ( ( 𝑤 𝑅 𝑦 ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
7 6 ancomsd ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) → ( ( 𝑦 𝑅 𝑧 ∧ 𝑤 𝑅 𝑦 ) → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
8 7 expdimp ⊢ ( ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → ( 𝑤 𝑅 𝑦 → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
9 8 an32s ⊢ ( ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) ∧ 𝑤 ∈ 𝑥 ) → ( 𝑤 𝑅 𝑦 → 𝑤 𝑅 𝑧 ) )
10 9 ss2rabdv ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ⊆ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
11 breq1 ⊢ ( 𝑤 = 𝑦 → ( 𝑤 𝑅 𝑧 ↔ 𝑦 𝑅 𝑧 ) )
12 11 elrab ⊢ ( 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ↔ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) )
13 12 biimpri ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
14 13 adantll ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
15 sonr ⊢ ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ) → ¬ 𝑦 𝑅 𝑦 )
16 breq1 ⊢ ( 𝑤 = 𝑦 → ( 𝑤 𝑅 𝑦 ↔ 𝑦 𝑅 𝑦 ) )
17 16 elrab ⊢ ( 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ↔ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑦 𝑅 𝑦 ) )
18 17 simprbi ⊢ ( 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } → 𝑦 𝑅 𝑦 )
19 15 18 nsyl ⊢ ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ) → ¬ 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } )
20 19 adantr ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → ¬ 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } )
21 nelne1 ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ∧ ¬ 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } )
22 21 necomd ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ∧ ¬ 𝑦 ∈ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
23 14 20 22 syl2anc ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ 𝑦 ∈ 𝑥 ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
24 23 adantlrr ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
25 vex ⊢ 𝑥 ∈ V
26 25 rabex ⊢ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ∈ V
27 26 brrpss ⊢ ( { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } [⊊] { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ↔ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ⊊ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
28 df-pss ⊢ ( { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ⊊ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ↔ ( { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ⊆ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ∧ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ) )
29 27 28 bitri ⊢ ( { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } [⊊] { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ↔ ( { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ⊆ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ∧ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } ≠ { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ) )
30 10 24 29 sylanbrc ⊢ ( ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) ∧ 𝑦 𝑅 𝑧 ) → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } [⊊] { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } )
31 30 ex ⊢ ( ( 𝑅 Or 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝑥 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥 ) ) → ( 𝑦 𝑅 𝑧 → { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑦 } [⊊] { 𝑤 ∈ 𝑥 ∣ 𝑤 𝑅 𝑧 } ) )