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Theorem fpwwe2

Description: Given any function F from well-orderings of subsets of A to A , there is a unique well-ordered subset <. X , ( WX ) >. which "agrees" with F in the sense that each initial segment maps to its upper bound, and such that the entire set maps to an element of the set (so that it cannot be extended without losing the well-ordering). This theorem can be used to prove dfac8a . Theorem 1.1 of KanamoriPincus p. 415. (Contributed by Mario Carneiro, 18-May-2015) (Revised by AV, 20-Jul-2024)

Ref Expression
Hypotheses fpwwe2.1 W = x r | x A r x × x r We x y x [˙ r -1 y / u]˙ u F r u × u = y
fpwwe2.2 φ A V
fpwwe2.3 φ x A r x × x r We x x F r A
fpwwe2.4 X = dom W
Assertion fpwwe2 φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fpwwe2.1 W = x r | x A r x × x r We x y x [˙ r -1 y / u]˙ u F r u × u = y
2 fpwwe2.2 φ A V
3 fpwwe2.3 φ x A r x × x r We x x F r A
4 fpwwe2.4 X = dom W
5 1 2 3 4 fpwwe2lem10 φ W : dom W 𝒫 X × X
6 5 ffund φ Fun W
7 funbrfv2b Fun W Y W R Y dom W W Y = R
8 6 7 syl φ Y W R Y dom W W Y = R
9 8 simprbda φ Y W R Y dom W
10 9 adantrr φ Y W R Y F R Y Y dom W
11 elssuni Y dom W Y dom W
12 11 4 sseqtrrdi Y dom W Y X
13 10 12 syl φ Y W R Y F R Y Y X
14 simpl X Y W X = R Y × X X Y
15 14 a1i φ Y W R Y F R Y X Y W X = R Y × X X Y
16 simplrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y Y F R Y
17 2 adantr φ Y W R Y F R Y A V
18 17 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y A V
19 1 2 3 4 fpwwe2lem11 φ X dom W
20 funfvbrb Fun W X dom W X W W X
21 6 20 syl φ X dom W X W W X
22 19 21 mpbid φ X W W X
23 1 2 fpwwe2lem2 φ X W W X X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
24 22 23 mpbid φ X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
25 24 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A W X X × X W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
26 25 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A W X X × X
27 26 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X A
28 18 27 ssexd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X V
29 28 difexd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y V
30 25 simprd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X We X y X [˙ W X -1 y / u]˙ u F W X u × u = y
31 30 simpld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X We X
32 wefr W X We X W X Fr X
33 31 32 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X Fr X
34 difssd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y X
35 fri X Y V W X Fr X X Y X X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
36 35 expr X Y V W X Fr X X Y X X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
37 29 33 34 36 syl21anc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y z X Y w X Y ¬ w W X z
38 ssdif0 X W X -1 z Y X W X -1 z Y =
39 indif1 X Y W X -1 z = X W X -1 z Y
40 39 eqeq1i X Y W X -1 z = X W X -1 z Y =
41 disj X Y W X -1 z = w X Y ¬ w W X -1 z
42 vex w V
43 42 eliniseg z V w W X -1 z w W X z
44 43 elv w W X -1 z w W X z
45 44 notbii ¬ w W X -1 z ¬ w W X z
46 45 ralbii w X Y ¬ w W X -1 z w X Y ¬ w W X z
47 41 46 bitri X Y W X -1 z = w X Y ¬ w W X z
48 38 40 47 3bitr2i X W X -1 z Y w X Y ¬ w W X z
49 cnvimass W X -1 z dom W X
50 26 simprd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X X × X
51 dmss W X X × X dom W X dom X × X
52 50 51 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y dom W X dom X × X
53 dmxpid dom X × X = X
54 52 53 sseqtrdi φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y dom W X X
55 49 54 sstrid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y W X -1 z X
56 sseqin2 W X -1 z X X W X -1 z = W X -1 z
57 55 56 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X W X -1 z = W X -1 z
58 57 sseq1d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X W X -1 z Y W X -1 z Y
59 48 58 bitr3id φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y w X Y ¬ w W X z W X -1 z Y
60 59 rexbidv φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y w X Y ¬ w W X z z X Y W X -1 z Y
61 eldifn z X Y ¬ z Y
62 61 ad2antrl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ z Y
63 eleq1w w = z w Y z Y
64 63 notbid w = z ¬ w Y ¬ z Y
65 62 64 syl5ibrcom φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w = z ¬ w Y
66 65 con2d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ w = z
67 66 imp φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ w = z
68 62 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ z Y
69 simprr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y R = W X X × Y
70 69 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y R = W X X × Y
71 70 breqd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z W X X × Y w
72 eldifi z X Y z X
73 72 ad2antrl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y z X
74 73 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z X
75 simpr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w Y
76 brxp z X × Y w z X w Y
77 74 75 76 sylanbrc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z X × Y w
78 brin z W X X × Y w z W X w z X × Y w
79 78 rbaib z X × Y w z W X X × Y w z W X w
80 77 79 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z W X X × Y w z W X w
81 71 80 bitrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z W X w
82 1 2 fpwwe2lem2 φ Y W R Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
83 82 biimpa φ Y W R Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
84 83 adantrr φ Y W R Y F R Y Y A R Y × Y R We Y y Y [˙ R -1 y / u]˙ u F R u × u = y
85 84 simpld φ Y W R Y F R Y Y A R Y × Y
86 85 simprd φ Y W R Y F R Y R Y × Y
87 86 ad5ant12 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y R Y × Y
88 87 ssbrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z Y × Y w
89 brxp z Y × Y w z Y w Y
90 89 simplbi z Y × Y w z Y
91 88 90 syl6 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z R w z Y
92 81 91 sylbird φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y z W X w z Y
93 68 92 mtod φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y ¬ z W X w
94 31 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y W X We X
95 weso W X We X W X Or X
96 94 95 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y W X Or X
97 13 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y X
98 97 sselda φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w X
99 sotric W X Or X w X z X w W X z ¬ w = z z W X w
100 ioran ¬ w = z z W X w ¬ w = z ¬ z W X w
101 99 100 bitrdi W X Or X w X z X w W X z ¬ w = z ¬ z W X w
102 96 98 74 101 syl12anc φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X z ¬ w = z ¬ z W X w
103 67 93 102 mpbir2and φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X z
104 103 44 sylibr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X -1 z
105 104 ex φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y w Y w W X -1 z
106 105 ssrdv φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y W X -1 z
107 simprr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X -1 z Y
108 106 107 eqssd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y = W X -1 z
109 in32 W X X × Y Y × Y = W X Y × Y X × Y
110 simplrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X X × Y
111 110 ineq1d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y = W X X × Y Y × Y
112 86 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y
113 df-ss R Y × Y R Y × Y = R
114 112 113 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R Y × Y = R
115 111 114 eqtr3d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X X × Y Y × Y = R
116 inss2 W X Y × Y Y × Y
117 xpss1 Y X Y × Y X × Y
118 97 117 syl φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y × Y X × Y
119 116 118 sstrid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y X × Y
120 df-ss W X Y × Y X × Y W X Y × Y X × Y = W X Y × Y
121 119 120 sylib φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y X × Y = W X Y × Y
122 109 115 121 3eqtr3a φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X Y × Y
123 108 sqxpeqd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y × Y = W X -1 z × W X -1 z
124 123 ineq2d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X Y × Y = W X W X -1 z × W X -1 z
125 122 124 eqtrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y R = W X W X -1 z × W X -1 z
126 108 125 oveq12d φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y F R = W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z
127 18 adantr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y A V
128 22 adantr φ Y W R Y F R Y X W W X
129 128 ad2antrr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y X W W X
130 1 127 129 fpwwe2lem3 φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y z X W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z = z
131 73 130 mpdan φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y W X -1 z F W X W X -1 z × W X -1 z = z
132 126 131 eqtrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y Y F R = z
133 132 62 eqneltrd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ Y F R Y
134 133 rexlimdvaa φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y W X -1 z Y ¬ Y F R Y
135 60 134 sylbid φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y z X Y w X Y ¬ w W X z ¬ Y F R Y
136 37 135 syld φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y ¬ Y F R Y
137 136 necon4ad φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y Y F R Y X Y =
138 16 137 mpd φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y =
139 ssdif0 X Y X Y =
140 138 139 sylibr φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y
141 140 ex φ Y W R Y F R Y Y X R = W X X × Y X Y
142 3 adantlr φ Y W R Y F R Y x A r x × x r We x x F r A
143 simprl φ Y W R Y F R Y Y W R
144 1 17 142 128 143 fpwwe2lem9 φ Y W R Y F R Y X Y W X = R Y × X Y X R = W X X × Y
145 15 141 144 mpjaod φ Y W R Y F R Y X Y
146 13 145 eqssd φ Y W R Y F R Y Y = X
147 6 adantr φ Y W R Y F R Y Fun W
148 146 143 eqbrtrrd φ Y W R Y F R Y X W R
149 funbrfv Fun W X W R W X = R
150 147 148 149 sylc φ Y W R Y F R Y W X = R
151 150 eqcomd φ Y W R Y F R Y R = W X
152 146 151 jca φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X
153 152 ex φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X
154 1 2 3 4 fpwwe2lem12 φ X F W X X
155 22 154 jca φ X W W X X F W X X
156 breq12 Y = X R = W X Y W R X W W X
157 oveq12 Y = X R = W X Y F R = X F W X
158 simpl Y = X R = W X Y = X
159 157 158 eleq12d Y = X R = W X Y F R Y X F W X X
160 156 159 anbi12d Y = X R = W X Y W R Y F R Y X W W X X F W X X
161 155 160 syl5ibrcom φ Y = X R = W X Y W R Y F R Y
162 153 161 impbid φ Y W R Y F R Y Y = X R = W X