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Theorem epfrs 8780
Description: The strong form of the Axiom of Regularity (no sethood requirement on 𝐴), with the axiom itself present as an antecedent. See also zfregs 8781. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Mar-2013.)
Assertion
Ref Expression
epfrs (( E Fr 𝐴𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem epfrs
Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 n0 4074 . . 3 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧𝐴)
2 snssi 4484 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧𝐴 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
32anim2i 594 . . . . . . . . . . 11 (({𝑧} ⊆ 𝑦𝑧𝐴) → ({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴))
4 ssin 3978 . . . . . . . . . . . 12 (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦𝐴))
5 vex 3343 . . . . . . . . . . . . 13 𝑧 ∈ V
65snss 4460 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ (𝑦𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦𝐴))
74, 6bitr4i 267 . . . . . . . . . . 11 (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ 𝑧 ∈ (𝑦𝐴))
83, 7sylib 208 . . . . . . . . . 10 (({𝑧} ⊆ 𝑦𝑧𝐴) → 𝑧 ∈ (𝑦𝐴))
9 ne0i 4064 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∈ (𝑦𝐴) → (𝑦𝐴) ≠ ∅)
108, 9syl 17 . . . . . . . . 9 (({𝑧} ⊆ 𝑦𝑧𝐴) → (𝑦𝐴) ≠ ∅)
11 inss2 3977 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦𝐴) ⊆ 𝐴
12 vex 3343 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑦 ∈ V
1312inex1 4951 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦𝐴) ∈ V
1413epfrc 5252 . . . . . . . . . . . 12 (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦𝐴) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦𝐴)((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
1511, 14mp3an2 1561 . . . . . . . . . . 11 (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦𝐴)((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
16 elin 3939 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 ∈ (𝑦𝐴) ↔ (𝑥𝑦𝑥𝐴))
1716anbi1i 733 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ (𝑦𝐴) ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ ((𝑥𝑦𝑥𝐴) ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅))
18 anass 684 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑥𝑦𝑥𝐴) ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥𝑦 ∧ (𝑥𝐴 ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
1917, 18bitri 264 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ (𝑦𝐴) ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥𝑦 ∧ (𝑥𝐴 ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
20 n0 4074 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑥𝐴) ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥𝐴))
21 inss1 3976 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (𝑥𝐴) ⊆ 𝑥
2221sseli 3740 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → 𝑤𝑥)
2322ancri 576 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → (𝑤𝑥𝑤 ∈ (𝑥𝐴)))
24 trel 4911 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (Tr 𝑦 → ((𝑤𝑥𝑥𝑦) → 𝑤𝑦))
25 inass 3966 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝐴𝑥))
26 incom 3948 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 (𝐴𝑥) = (𝑥𝐴)
2726ineq2i 3954 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑦 ∩ (𝐴𝑥)) = (𝑦 ∩ (𝑥𝐴))
2825, 27eqtri 2782 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝑥𝐴))
2928eleq2i 2831 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (𝑤 ∈ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ↔ 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥𝐴)))
30 elin 3939 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 (𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥𝐴)) ↔ (𝑤𝑦𝑤 ∈ (𝑥𝐴)))
3129, 30bitr2i 265 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ((𝑤𝑦𝑤 ∈ (𝑥𝐴)) ↔ 𝑤 ∈ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥))
32 ne0i 4064 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (𝑤 ∈ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
3331, 32sylbi 207 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝑤𝑦𝑤 ∈ (𝑥𝐴)) → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
3433ex 449 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (𝑤𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
3524, 34syl6 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (Tr 𝑦 → ((𝑤𝑥𝑥𝑦) → (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
3635expd 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (Tr 𝑦 → (𝑤𝑥 → (𝑥𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
3736com34 91 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (Tr 𝑦 → (𝑤𝑥 → (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → (𝑥𝑦 → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
3837impd 446 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (Tr 𝑦 → ((𝑤𝑥𝑤 ∈ (𝑥𝐴)) → (𝑥𝑦 → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
3923, 38syl5 34 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → (𝑥𝑦 → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
4039exlimdv 2010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (Tr 𝑦 → (∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥𝐴) → (𝑥𝑦 → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
4120, 40syl5bi 232 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (Tr 𝑦 → ((𝑥𝐴) ≠ ∅ → (𝑥𝑦 → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
4241com23 86 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (Tr 𝑦 → (𝑥𝑦 → ((𝑥𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
4342imp 444 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((Tr 𝑦𝑥𝑦) → ((𝑥𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
4443necon4d 2956 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((Tr 𝑦𝑥𝑦) → (((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝑥𝐴) = ∅))
4544anim2d 590 . . . . . . . . . . . . . 14 ((Tr 𝑦𝑥𝑦) → ((𝑥𝐴 ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥𝐴 ∧ (𝑥𝐴) = ∅)))
4645expimpd 630 . . . . . . . . . . . . 13 (Tr 𝑦 → ((𝑥𝑦 ∧ (𝑥𝐴 ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)) → (𝑥𝐴 ∧ (𝑥𝐴) = ∅)))
4719, 46syl5bi 232 . . . . . . . . . . . 12 (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∈ (𝑦𝐴) ∧ ((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥𝐴 ∧ (𝑥𝐴) = ∅)))
4847reximdv2 3152 . . . . . . . . . . 11 (Tr 𝑦 → (∃𝑥 ∈ (𝑦𝐴)((𝑦𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))
4915, 48syl5 34 . . . . . . . . . 10 (Tr 𝑦 → (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))
5049expcomd 453 . . . . . . . . 9 (Tr 𝑦 → ((𝑦𝐴) ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)))
5110, 50syl5 34 . . . . . . . 8 (Tr 𝑦 → (({𝑧} ⊆ 𝑦𝑧𝐴) → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)))
5251expd 451 . . . . . . 7 (Tr 𝑦 → ({𝑧} ⊆ 𝑦 → (𝑧𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))))
5352impcom 445 . . . . . 6 (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦) → (𝑧𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)))
54533adant3 1127 . . . . 5 (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦𝑤)) → (𝑧𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)))
55 snex 5057 . . . . . 6 {𝑧} ∈ V
5655tz9.1 8778 . . . . 5 𝑦({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦𝑤))
5754, 56exlimiiv 2008 . . . 4 (𝑧𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))
5857exlimiv 2007 . . 3 (∃𝑧 𝑧𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))
591, 58sylbi 207 . 2 (𝐴 ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅))
6059impcom 445 1 (( E Fr 𝐴𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥𝐴 (𝑥𝐴) = ∅)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 383  w3a 1072  wal 1630   = wceq 1632  wex 1853  wcel 2139  wne 2932  wrex 3051  cin 3714  wss 3715  c0 4058  {csn 4321  Tr wtr 4904   E cep 5178   Fr wfr 5222
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-inf2 8711
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-om 7231  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675
This theorem is referenced by:  zfregs  8781
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