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Theorem finacn

Description: Every set has finite choice sequences. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion finacn ( 𝐴 ∈ Fin → AC 𝐴 = V )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elmapi ( 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) → 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) )
2 1 adantl ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ) → 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) )
3 ffvelrn ( ( 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ( 𝑓𝑦 ) ∈ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) )
4 eldifsni ( ( 𝑓𝑦 ) ∈ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) → ( 𝑓𝑦 ) ≠ ∅ )
5 3 4 syl ( ( 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ( 𝑓𝑦 ) ≠ ∅ )
6 n0 ( ( 𝑓𝑦 ) ≠ ∅ ↔ ∃ 𝑧 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
7 5 6 sylib ( ( 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ∃ 𝑧 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
8 rexv ( ∃ 𝑧 ∈ V 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) ↔ ∃ 𝑧 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
9 7 8 sylibr ( ( 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ∧ 𝑦𝐴 ) → ∃ 𝑧 ∈ V 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
10 9 ralrimiva ( 𝑓 : 𝐴 ⟶ ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) → ∀ 𝑦𝐴𝑧 ∈ V 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
11 2 10 syl ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ) → ∀ 𝑦𝐴𝑧 ∈ V 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
12 eleq1 ( 𝑧 = ( 𝑔𝑦 ) → ( 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) ↔ ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) )
13 12 ac6sfi ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ ∀ 𝑦𝐴𝑧 ∈ V 𝑧 ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) → ∃ 𝑔 ( 𝑔 : 𝐴 ⟶ V ∧ ∀ 𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) )
14 11 13 syldan ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ) → ∃ 𝑔 ( 𝑔 : 𝐴 ⟶ V ∧ ∀ 𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) )
15 exsimpr ( ∃ 𝑔 ( 𝑔 : 𝐴 ⟶ V ∧ ∀ 𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) → ∃ 𝑔𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
16 14 15 syl ( ( 𝐴 ∈ Fin ∧ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ) → ∃ 𝑔𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
17 16 ralrimiva ( 𝐴 ∈ Fin → ∀ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ∃ 𝑔𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) )
18 vex 𝑥 ∈ V
19 isacn ( ( 𝑥 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ Fin ) → ( 𝑥AC 𝐴 ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ∃ 𝑔𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) )
20 18 19 mpan ( 𝐴 ∈ Fin → ( 𝑥AC 𝐴 ↔ ∀ 𝑓 ∈ ( ( 𝒫 𝑥 ∖ { ∅ } ) ↑m 𝐴 ) ∃ 𝑔𝑦𝐴 ( 𝑔𝑦 ) ∈ ( 𝑓𝑦 ) ) )
21 17 20 mpbird ( 𝐴 ∈ Fin → 𝑥AC 𝐴 )
22 18 a1i ( 𝐴 ∈ Fin → 𝑥 ∈ V )
23 21 22 2thd ( 𝐴 ∈ Fin → ( 𝑥AC 𝐴𝑥 ∈ V ) )
24 23 eqrdv ( 𝐴 ∈ Fin → AC 𝐴 = V )