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