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Theorem fnse

Description: Condition for the well-order in fnwe to be set-like. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses fnse.1 𝑇 = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐴 ) ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑅 ( 𝐹𝑦 ) ∨ ( ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) ∧ 𝑥 𝑆 𝑦 ) ) ) }
fnse.2 ( 𝜑𝐹 : 𝐴𝐵 )
fnse.3 ( 𝜑𝑅 Se 𝐵 )
fnse.4 ( 𝜑 → ( 𝐹𝑤 ) ∈ V )
Assertion fnse ( 𝜑𝑇 Se 𝐴 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fnse.1 𝑇 = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ( ( 𝑥𝐴𝑦𝐴 ) ∧ ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑅 ( 𝐹𝑦 ) ∨ ( ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) ∧ 𝑥 𝑆 𝑦 ) ) ) }
2 fnse.2 ( 𝜑𝐹 : 𝐴𝐵 )
3 fnse.3 ( 𝜑𝑅 Se 𝐵 )
4 fnse.4 ( 𝜑 → ( 𝐹𝑤 ) ∈ V )
5 2 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝐹𝑧 ) ∈ 𝐵 )
6 seex ( ( 𝑅 Se 𝐵 ∧ ( 𝐹𝑧 ) ∈ 𝐵 ) → { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∈ V )
7 3 5 6 syl2an2r ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∈ V )
8 snex { ( 𝐹𝑧 ) } ∈ V
9 unexg ( ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∈ V ∧ { ( 𝐹𝑧 ) } ∈ V ) → ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ∈ V )
10 7 8 9 sylancl ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ∈ V )
11 imaeq2 ( 𝑤 = ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) → ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
12 11 eleq1d ( 𝑤 = ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) → ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ V ↔ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
13 12 imbi2d ( 𝑤 = ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) → ( ( 𝜑 → ( 𝐹𝑤 ) ∈ V ) ↔ ( 𝜑 → ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ∈ V ) ) )
14 13 4 vtoclg ( ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ∈ V → ( 𝜑 → ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
15 14 impcom ( ( 𝜑 ∧ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ∈ V ) → ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ∈ V )
16 10 15 syldan ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ∈ V )
17 inss2 ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ⊆ ( 𝑇 “ { 𝑧 } )
18 vex 𝑤 ∈ V
19 18 eliniseg ( 𝑧 ∈ V → ( 𝑤 ∈ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ↔ 𝑤 𝑇 𝑧 ) )
20 19 elv ( 𝑤 ∈ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ↔ 𝑤 𝑇 𝑧 )
21 fveq2 ( 𝑥 = 𝑤 → ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑤 ) )
22 fveq2 ( 𝑦 = 𝑧 → ( 𝐹𝑦 ) = ( 𝐹𝑧 ) )
23 21 22 breqan12d ( ( 𝑥 = 𝑤𝑦 = 𝑧 ) → ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑅 ( 𝐹𝑦 ) ↔ ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ) )
24 21 22 eqeqan12d ( ( 𝑥 = 𝑤𝑦 = 𝑧 ) → ( ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) ↔ ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ) )
25 breq12 ( ( 𝑥 = 𝑤𝑦 = 𝑧 ) → ( 𝑥 𝑆 𝑦𝑤 𝑆 𝑧 ) )
26 24 25 anbi12d ( ( 𝑥 = 𝑤𝑦 = 𝑧 ) → ( ( ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) ∧ 𝑥 𝑆 𝑦 ) ↔ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) )
27 23 26 orbi12d ( ( 𝑥 = 𝑤𝑦 = 𝑧 ) → ( ( ( 𝐹𝑥 ) 𝑅 ( 𝐹𝑦 ) ∨ ( ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑦 ) ∧ 𝑥 𝑆 𝑦 ) ) ↔ ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) ) )
28 27 1 brab2a ( 𝑤 𝑇 𝑧 ↔ ( ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ∧ ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) ) )
29 2 ffvelrnda ( ( 𝜑𝑤𝐴 ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ 𝐵 )
30 29 adantrr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ 𝐵 )
31 breq1 ( 𝑢 = ( 𝐹𝑤 ) → ( 𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ↔ ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ) )
32 31 elrab3 ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ 𝐵 → ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ↔ ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ) )
33 30 32 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ↔ ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ) )
34 33 biimprd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ) )
35 simpl ( ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) → ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) )
36 fvex ( 𝐹𝑤 ) ∈ V
37 36 elsn ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ { ( 𝐹𝑧 ) } ↔ ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) )
38 35 37 sylibr ( ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ { ( 𝐹𝑧 ) } )
39 38 a1i ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ { ( 𝐹𝑧 ) } ) )
40 34 39 orim12d ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) → ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∨ ( 𝐹𝑤 ) ∈ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
41 elun ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ↔ ( ( 𝐹𝑤 ) ∈ { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∨ ( 𝐹𝑤 ) ∈ { ( 𝐹𝑧 ) } ) )
42 40 41 syl6ibr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) → ( 𝐹𝑤 ) ∈ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
43 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → 𝑤𝐴 )
44 42 43 jctild ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) → ( 𝑤𝐴 ∧ ( 𝐹𝑤 ) ∈ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
45 2 ffnd ( 𝜑𝐹 Fn 𝐴 )
46 45 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → 𝐹 Fn 𝐴 )
47 elpreima ( 𝐹 Fn 𝐴 → ( 𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ↔ ( 𝑤𝐴 ∧ ( 𝐹𝑤 ) ∈ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
48 46 47 syl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( 𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ↔ ( 𝑤𝐴 ∧ ( 𝐹𝑤 ) ∈ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
49 44 48 sylibrd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ) → ( ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) → 𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
50 49 expimpd ( 𝜑 → ( ( ( 𝑤𝐴𝑧𝐴 ) ∧ ( ( 𝐹𝑤 ) 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) ∨ ( ( 𝐹𝑤 ) = ( 𝐹𝑧 ) ∧ 𝑤 𝑆 𝑧 ) ) ) → 𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
51 28 50 syl5bi ( 𝜑 → ( 𝑤 𝑇 𝑧𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
52 20 51 syl5bi ( 𝜑 → ( 𝑤 ∈ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) → 𝑤 ∈ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) ) )
53 52 ssrdv ( 𝜑 → ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ⊆ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
54 17 53 sstrid ( 𝜑 → ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ⊆ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
55 54 adantr ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ⊆ ( 𝐹 “ ( { 𝑢𝐵𝑢 𝑅 ( 𝐹𝑧 ) } ∪ { ( 𝐹𝑧 ) } ) ) )
56 16 55 ssexd ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
57 56 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
58 dfse2 ( 𝑇 Se 𝐴 ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐴 ∩ ( 𝑇 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
59 57 58 sylibr ( 𝜑𝑇 Se 𝐴 )