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Theorem ustn0

Description: The empty set is not an uniform structure. (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Dec-2017)

Ref Expression
Assertion ustn0 ¬ ∅ ∈ ran UnifOn

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 noel ¬ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ ∅
2 0ex ∅ ∈ V
3 eleq2 ( 𝑢 = ∅ → ( ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ↔ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ ∅ ) )
4 2 3 elab ( ∅ ∈ { 𝑢 ∣ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 } ↔ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ ∅ )
5 1 4 mtbir ¬ ∅ ∈ { 𝑢 ∣ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 }
6 vex 𝑥 ∈ V
7 velpw ( 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ↔ 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) )
8 7 abbii { 𝑢𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) } = { 𝑢𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) }
9 abid2 { 𝑢𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) } = 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 )
10 6 6 xpex ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ V
11 10 pwex 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ V
12 11 pwex 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ V
13 9 12 eqeltri { 𝑢𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) } ∈ V
14 8 13 eqeltrri { 𝑢𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) } ∈ V
15 simp1 ( ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) → 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) )
16 15 ss2abi { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } ⊆ { 𝑢𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) }
17 14 16 ssexi { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } ∈ V
18 df-ust UnifOn = ( 𝑥 ∈ V ↦ { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } )
19 18 fvmpt2 ( ( 𝑥 ∈ V ∧ { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } ∈ V ) → ( UnifOn ‘ 𝑥 ) = { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } )
20 6 17 19 mp2an ( UnifOn ‘ 𝑥 ) = { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) }
21 simp2 ( ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) → ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 )
22 21 ss2abi { 𝑢 ∣ ( 𝑢 ⊆ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ∧ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 ∧ ∀ 𝑣𝑢 ( ∀ 𝑤 ∈ 𝒫 ( 𝑥 × 𝑥 ) ( 𝑣𝑤𝑤𝑢 ) ∧ ∀ 𝑤𝑢 ( 𝑣𝑤 ) ∈ 𝑢 ∧ ( ( I ↾ 𝑥 ) ⊆ 𝑣 𝑣𝑢 ∧ ∃ 𝑤𝑢 ( 𝑤𝑤 ) ⊆ 𝑣 ) ) ) } ⊆ { 𝑢 ∣ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 }
23 20 22 eqsstri ( UnifOn ‘ 𝑥 ) ⊆ { 𝑢 ∣ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 }
24 23 sseli ( ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) → ∅ ∈ { 𝑢 ∣ ( 𝑥 × 𝑥 ) ∈ 𝑢 } )
25 5 24 mto ¬ ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 )
26 25 nex ¬ ∃ 𝑥 ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 )
27 18 funmpt2 Fun UnifOn
28 elunirn ( Fun UnifOn → ( ∅ ∈ ran UnifOn ↔ ∃ 𝑥 ∈ dom UnifOn ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) ) )
29 27 28 ax-mp ( ∅ ∈ ran UnifOn ↔ ∃ 𝑥 ∈ dom UnifOn ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) )
30 ustfn UnifOn Fn V
31 fndm ( UnifOn Fn V → dom UnifOn = V )
32 30 31 ax-mp dom UnifOn = V
33 32 rexeqi ( ∃ 𝑥 ∈ dom UnifOn ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) ↔ ∃ 𝑥 ∈ V ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) )
34 rexv ( ∃ 𝑥 ∈ V ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) ↔ ∃ 𝑥 ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) )
35 29 33 34 3bitri ( ∅ ∈ ran UnifOn ↔ ∃ 𝑥 ∅ ∈ ( UnifOn ‘ 𝑥 ) )
36 26 35 mtbir ¬ ∅ ∈ ran UnifOn