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Theorem frpoind

Description: The principle of well-founded induction over a partial order. This theorem is a version of frind that does not require the axiom of infinity and can be used to prove wfi and tfi . (Contributed by Scott Fenton, 11-Feb-2022)

Ref Expression
Assertion frpoind ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ B ⊆ A ∧ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → A = B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ssdif0 ⊢ A ⊆ B ↔ A ∖ B = ∅
2 1 necon3bbii ⊢ ¬ A ⊆ B ↔ A ∖ B ≠ ∅
3 difss ⊢ A ∖ B ⊆ A
4 frpomin2 ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ A ∖ B ⊆ A ∧ A ∖ B ≠ ∅ → ∃ y ∈ A ∖ B Pred R A ∖ B y = ∅
5 eldif ⊢ y ∈ A ∖ B ↔ y ∈ A ∧ ¬ y ∈ B
6 5 anbi1i ⊢ y ∈ A ∖ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ y ∈ A ∧ ¬ y ∈ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅
7 anass ⊢ y ∈ A ∧ ¬ y ∈ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ y ∈ A ∧ ¬ y ∈ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅
8 indif2 ⊢ R -1 y ∩ A ∖ B = R -1 y ∩ A ∖ B
9 df-pred ⊢ Pred R A ∖ B y = A ∖ B ∩ R -1 y
10 incom ⊢ A ∖ B ∩ R -1 y = R -1 y ∩ A ∖ B
11 9 10 eqtri ⊢ Pred R A ∖ B y = R -1 y ∩ A ∖ B
12 df-pred ⊢ Pred R A y = A ∩ R -1 y
13 incom ⊢ A ∩ R -1 y = R -1 y ∩ A
14 12 13 eqtri ⊢ Pred R A y = R -1 y ∩ A
15 14 difeq1i ⊢ Pred R A y ∖ B = R -1 y ∩ A ∖ B
16 8 11 15 3eqtr4i ⊢ Pred R A ∖ B y = Pred R A y ∖ B
17 16 eqeq1i ⊢ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ Pred R A y ∖ B = ∅
18 ssdif0 ⊢ Pred R A y ⊆ B ↔ Pred R A y ∖ B = ∅
19 17 18 bitr4i ⊢ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ Pred R A y ⊆ B
20 19 anbi1ci ⊢ ¬ y ∈ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ Pred R A y ⊆ B ∧ ¬ y ∈ B
21 20 anbi2i ⊢ y ∈ A ∧ ¬ y ∈ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ y ∈ A ∧ Pred R A y ⊆ B ∧ ¬ y ∈ B
22 6 7 21 3bitri ⊢ y ∈ A ∖ B ∧ Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ y ∈ A ∧ Pred R A y ⊆ B ∧ ¬ y ∈ B
23 22 rexbii2 ⊢ ∃ y ∈ A ∖ B Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ ∃ y ∈ A Pred R A y ⊆ B ∧ ¬ y ∈ B
24 rexanali ⊢ ∃ y ∈ A Pred R A y ⊆ B ∧ ¬ y ∈ B ↔ ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
25 23 24 bitri ⊢ ∃ y ∈ A ∖ B Pred R A ∖ B y = ∅ ↔ ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
26 4 25 sylib ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ A ∖ B ⊆ A ∧ A ∖ B ≠ ∅ → ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
27 26 ex ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A → A ∖ B ⊆ A ∧ A ∖ B ≠ ∅ → ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
28 3 27 mpani ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A → A ∖ B ≠ ∅ → ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
29 2 28 biimtrid ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A → ¬ A ⊆ B → ¬ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B
30 29 con4d ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A → ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → A ⊆ B
31 30 imp ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → A ⊆ B
32 31 adantrl ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ B ⊆ A ∧ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → A ⊆ B
33 simprl ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ B ⊆ A ∧ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → B ⊆ A
34 32 33 eqssd ⊢ R Fr A ∧ R Po A ∧ R Se A ∧ B ⊆ A ∧ ∀ y ∈ A Pred R A y ⊆ B → y ∈ B → A = B