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Theorem ismnushort

Description: Express the predicate on U and z in ismnu in a shorter form while avoiding complicated definitions. (Contributed by Rohan Ridenour, 10-Oct-2024)

Ref Expression
Assertion ismnushort ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpl ( ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
2 1 reximi ( ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
3 2 ralimi ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
4 0elpw ∅ ∈ 𝒫 𝑈
5 4 a1i ( ⊤ → ∅ ∈ 𝒫 𝑈 )
6 biidd ( ( ⊤ ∧ 𝑓 = ∅ ) → ( ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ↔ ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ) )
7 5 6 rspcdv ( ⊤ → ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ) )
8 7 mptru ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
9 inss1 ( 𝑈𝑤 ) ⊆ 𝑈
10 sstr2 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ( ( 𝑈𝑤 ) ⊆ 𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈 ) )
11 9 10 mpi ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → 𝒫 𝑧𝑈 )
12 11 reximi ( ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 )
13 8 12 syl ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 )
14 rexex ( ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 → ∃ 𝑤 𝒫 𝑧𝑈 )
15 ax5e ( ∃ 𝑤 𝒫 𝑧𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈 )
16 14 15 syl ( ∃ 𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈 )
17 3 13 16 3syl ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → 𝒫 𝑧𝑈 )
18 inss1 ( 𝑈𝑔 ) ⊆ 𝑈
19 vex 𝑔 ∈ V
20 19 inex2 ( 𝑈𝑔 ) ∈ V
21 20 elpw ( ( 𝑈𝑔 ) ∈ 𝒫 𝑈 ↔ ( 𝑈𝑔 ) ⊆ 𝑈 )
22 18 21 mpbir ( 𝑈𝑔 ) ∈ 𝒫 𝑈
23 unieq ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) )
24 23 ineq2d ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( 𝑧 𝑓 ) = ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) )
25 ineq1 ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) = ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
26 25 unieqd ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) = ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
27 24 26 sseq12d ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
28 27 anbi2d ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
29 28 rexbidv ( 𝑓 = ( 𝑈𝑔 ) → ( ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
30 29 rspcv ( ( 𝑈𝑔 ) ∈ 𝒫 𝑈 → ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
31 22 30 ax-mp ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
32 31 alrimiv ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∀ 𝑔𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
33 inss2 ( 𝑈𝑤 ) ⊆ 𝑤
34 sstr2 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → ( ( 𝑈𝑤 ) ⊆ 𝑤 → 𝒫 𝑧𝑤 ) )
35 33 34 mpi ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) → 𝒫 𝑧𝑤 )
36 an12 ( ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) ↔ ( 𝑖𝑣 ∧ ( 𝑣𝑈𝑣𝑔 ) ) )
37 elin ( 𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) ↔ ( 𝑣𝑈𝑣𝑔 ) )
38 37 bicomi ( ( 𝑣𝑈𝑣𝑔 ) ↔ 𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) )
39 38 anbi2i ( ( 𝑖𝑣 ∧ ( 𝑣𝑈𝑣𝑔 ) ) ↔ ( 𝑖𝑣𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) ) )
40 36 39 bitri ( ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) ↔ ( 𝑖𝑣𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) ) )
41 40 exbii ( ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑖𝑣𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) ) )
42 df-rex ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) )
43 eluni ( 𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑖𝑣𝑣 ∈ ( 𝑈𝑔 ) ) )
44 41 42 43 3bitr4i ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ↔ 𝑖 ( 𝑈𝑔 ) )
45 simp1 ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
46 elin ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ↔ ( 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) )
47 46 biimpri ( ( 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → 𝑖 ∈ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) )
48 47 3adant1 ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → 𝑖 ∈ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) )
49 45 48 sseldd ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → 𝑖 ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
50 eluni ( 𝑖 ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
51 49 50 sylib ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
52 elinel1 ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → 𝑢 ∈ ( 𝑈𝑔 ) )
53 52 elin2d ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → 𝑢𝑔 )
54 elinel2 ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 )
55 elpwpw ( 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 ↔ ( 𝑢 ∈ V ∧ 𝑢𝑤 ) )
56 55 simprbi ( 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 𝑢𝑤 )
57 54 56 syl ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → 𝑢𝑤 )
58 53 57 jca ( 𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → ( 𝑢𝑔 𝑢𝑤 ) )
59 58 anim2i ( ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ( 𝑖𝑢 ∧ ( 𝑢𝑔 𝑢𝑤 ) ) )
60 an12 ( ( 𝑖𝑢 ∧ ( 𝑢𝑔 𝑢𝑤 ) ) ↔ ( 𝑢𝑔 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
61 59 60 sylib ( ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ( 𝑢𝑔 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
62 61 eximi ( ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑢 ( 𝑢𝑔 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
63 df-rex ( ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢 ( 𝑢𝑔 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
64 62 63 sylibr ( ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) )
65 51 64 syl ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧𝑖 ( 𝑈𝑔 ) ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) )
66 65 3expia ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧 ) → ( 𝑖 ( 𝑈𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
67 44 66 syl5bi ( ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ∧ 𝑖𝑧 ) → ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
68 67 ralrimiva ( ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) → ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
69 35 68 anim12i ( ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
70 69 reximi ( ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 ( 𝑈𝑔 ) ) ⊆ ( ( 𝑈𝑔 ) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
71 32 70 sylg ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∀ 𝑔𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
72 elequ2 ( 𝑓 = 𝑔 → ( 𝑣𝑓𝑣𝑔 ) )
73 72 anbi2d ( 𝑓 = 𝑔 → ( ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) )
74 73 rexbidv ( 𝑓 = 𝑔 → ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) ) )
75 rexeq ( 𝑓 = 𝑔 → ( ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
76 74 75 imbi12d ( 𝑓 = 𝑔 → ( ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ↔ ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
77 76 ralbidv ( 𝑓 = 𝑔 → ( ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ↔ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
78 77 anbi2d ( 𝑓 = 𝑔 → ( ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ↔ ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) )
79 78 rexbidv ( 𝑓 = 𝑔 → ( ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ↔ ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) )
80 79 cbvalvw ( ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ↔ ∀ 𝑔𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑔 ) → ∃ 𝑢𝑔 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
81 71 80 sylibr ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
82 17 81 jca ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) → ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) )
83 nfv 𝑓 𝒫 𝑧𝑈
84 nfa1 𝑓𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
85 83 84 nfan 𝑓 ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
86 elpwi ( 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑓𝑈 )
87 sp ( ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) )
88 ssin ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ 𝒫 𝑧𝑤 ) ↔ 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
89 88 biimpi ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ 𝒫 𝑧𝑤 ) → 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) )
90 89 ex ( 𝒫 𝑧𝑈 → ( 𝒫 𝑧𝑤 → 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ) )
91 90 adantr ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( 𝒫 𝑧𝑤 → 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ) )
92 simp3 ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → 𝑖 𝑓 )
93 eluni ( 𝑖 𝑓 ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
94 92 93 sylib ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → ∃ 𝑣 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
95 simpl2 ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) → 𝑓𝑈 )
96 simprr ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) → 𝑣𝑓 )
97 95 96 sseldd ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) → 𝑣𝑈 )
98 simprl ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) → 𝑖𝑣 )
99 97 98 96 3jca ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) → ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
100 99 ex ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → ( ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
101 100 eximdv ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → ( ∃ 𝑣 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
102 94 101 mpd ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
103 df-rex ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
104 3anass ( ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
105 104 exbii ( ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈 ∧ ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
106 103 105 bitr4i ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ↔ ∃ 𝑣 ( 𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
107 102 106 sylibr ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓 ) → ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) )
108 107 3expia ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( 𝑖 𝑓 → ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) ) )
109 elin ( 𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ( 𝑢𝑓𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
110 vex 𝑢 ∈ V
111 110 55 mpbiran ( 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 𝑢𝑤 )
112 111 anbi2i ( ( 𝑢𝑓𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ( 𝑢𝑓 𝑢𝑤 ) )
113 109 112 bitri ( 𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ( 𝑢𝑓 𝑢𝑤 ) )
114 113 anbi2i ( ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝑖𝑢 ∧ ( 𝑢𝑓 𝑢𝑤 ) ) )
115 an12 ( ( 𝑢𝑓 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ↔ ( 𝑖𝑢 ∧ ( 𝑢𝑓 𝑢𝑤 ) ) )
116 114 115 bitr4i ( ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝑢𝑓 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
117 116 exbii ( ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ∃ 𝑢 ( 𝑢𝑓 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
118 eluni ( 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢 ( 𝑖𝑢𝑢 ∈ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
119 df-rex ( ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢 ( 𝑢𝑓 ∧ ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) )
120 117 118 119 3bitr4i ( 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) )
121 120 biimpri ( ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) )
122 121 a1i ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
123 108 122 imim12d ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) → ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
124 123 ralimdv ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) → ∀ 𝑖𝑧 ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
125 elin ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 𝑓 ) ↔ ( 𝑖𝑧𝑖 𝑓 ) )
126 125 imbi1i ( ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( ( 𝑖𝑧𝑖 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
127 impexp ( ( ( 𝑖𝑧𝑖 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝑖𝑧 → ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
128 126 127 bitri ( ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝑖𝑧 → ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
129 128 albii ( ∀ 𝑖 ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ∀ 𝑖 ( 𝑖𝑧 → ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
130 dfss2 ( ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ∀ 𝑖 ( 𝑖 ∈ ( 𝑧 𝑓 ) → 𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
131 df-ral ( ∀ 𝑖𝑧 ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ∀ 𝑖 ( 𝑖𝑧 → ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
132 129 130 131 3bitr4i ( ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ↔ ∀ 𝑖𝑧 ( 𝑖 𝑓𝑖 ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
133 124 132 syl6ibr ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) → ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
134 91 133 anim12d ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) → ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
135 134 reximdv ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ) → ( ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ) )
136 135 3impia ( ( 𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ∧ ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
137 136 3com23 ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ∧ 𝑓𝑈 ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
138 87 137 syl3an2 ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ∧ 𝑓𝑈 ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
139 138 3expa ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) ∧ 𝑓𝑈 ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
140 86 139 sylan2 ( ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) ∧ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈 ) → ∃ 𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
141 85 140 ralrimia ( ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) → ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) )
142 82 141 impbii ( ∀ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧 ⊆ ( 𝑈𝑤 ) ∧ ( 𝑧 𝑓 ) ⊆ ( 𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤 ) ) ↔ ( 𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀ 𝑓𝑤𝑈 ( 𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀ 𝑖𝑧 ( ∃ 𝑣𝑈 ( 𝑖𝑣𝑣𝑓 ) → ∃ 𝑢𝑓 ( 𝑖𝑢 𝑢𝑤 ) ) ) ) )