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Theorem dfwe2 4753
Description: Alternate definition of well-ordering. Definition 6.24(2) of [TakeutiZaring] p. 30. (Contributed by NM, 16-Mar-1997.) (Proof shortened by Andrew Salmon, 12-Aug-2011.)
Assertion
Ref Expression
dfwe2  |-  ( R  We  A  <->  ( R  Fr  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
Distinct variable groups:    x, y, R    x, A, y

Proof of Theorem dfwe2
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-we 4535 . 2  |-  ( R  We  A  <->  ( R  Fr  A  /\  R  Or  A ) )
2 df-so 4496 . . . 4  |-  ( R  Or  A  <->  ( R  Po  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
3 simpr 448 . . . . 5  |-  ( ( R  Po  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) )  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) )
4 ax-1 5 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x R z  ->  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) )
54a1i 11 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
x R z  -> 
( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) )
6 fr2nr 4552 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A
) )  ->  -.  ( x R y  /\  y R x ) )
763adantr3 1118 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  -.  ( x R y  /\  y R x ) )
8 breq2 4208 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x  =  z  ->  (
y R x  <->  y R
z ) )
98anbi2d 685 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =  z  ->  (
( x R y  /\  y R x )  <->  ( x R y  /\  y R z ) ) )
109notbid 286 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  =  z  ->  ( -.  ( x R y  /\  y R x )  <->  -.  ( x R y  /\  y R z ) ) )
117, 10syl5ibcom 212 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
x  =  z  ->  -.  ( x R y  /\  y R z ) ) )
12 pm2.21 102 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( -.  ( x R y  /\  y R z )  ->  ( (
x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) )
1311, 12syl6 31 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
x  =  z  -> 
( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) )
14 fr3nr 4751 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  -.  ( x R y  /\  y R z  /\  z R x ) )
15 df-3an 938 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( x R y  /\  y R z  /\  z R x )  <->  ( (
x R y  /\  y R z )  /\  z R x ) )
1615biimpri 198 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( x R y  /\  y R z )  /\  z R x )  ->  (
x R y  /\  y R z  /\  z R x ) )
1716ancoms 440 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( z R x  /\  ( x R y  /\  y R z ) )  ->  (
x R y  /\  y R z  /\  z R x ) )
1814, 17nsyl 115 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  -.  ( z R x  /\  ( x R y  /\  y R z ) ) )
1918pm2.21d 100 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
( z R x  /\  ( x R y  /\  y R z ) )  ->  x R z ) )
2019exp3a 426 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
z R x  -> 
( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) )
215, 13, 203jaod 1248 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x )  ->  ( (
x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) )
22 frirr 4551 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( R  Fr  A  /\  x  e.  A )  ->  -.  x R x )
23223ad2antr1 1122 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  -.  x R x )
2421, 23jctild 528 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( R  Fr  A  /\  ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
) )  ->  (
( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x )  ->  ( -.  x R x  /\  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) ) ) )
2524ex 424 . . . . . . . . . . 11  |-  ( R  Fr  A  ->  (
( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
)  ->  ( (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x )  ->  ( -.  x R x  /\  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) ) ) ) )
2625a2d 24 . . . . . . . . . 10  |-  ( R  Fr  A  ->  (
( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )  ->  ( (
x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  ( -.  x R x  /\  ( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) ) ) )
2726alimdv 1631 . . . . . . . . 9  |-  ( R  Fr  A  ->  ( A. z ( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )  ->  A. z
( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  ( -.  x R x  /\  ( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) ) ) )
28272alimdv 1633 . . . . . . . 8  |-  ( R  Fr  A  ->  ( A. x A. y A. z ( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )  ->  A. x A. y A. z ( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A
)  ->  ( -.  x R x  /\  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) ) ) ) )
29 r3al 2755 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x )  <->  A. x A. y A. z ( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  (
x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) ) )
30 r3al 2755 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( -.  x R x  /\  ( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) )  <->  A. x A. y A. z ( ( x  e.  A  /\  y  e.  A  /\  z  e.  A )  ->  ( -.  x R x  /\  ( ( x R y  /\  y R z )  ->  x R z ) ) ) )
3128, 29, 303imtr4g 262 . . . . . . 7  |-  ( R  Fr  A  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x )  ->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( -.  x R x  /\  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) ) ) )
32 ralidm 3723 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y  e.  A  A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) )
33 breq2 4208 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  z  ->  (
x R y  <->  x R
z ) )
34 equequ2 1698 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  z  ->  (
x  =  y  <->  x  =  z ) )
35 breq1 4207 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  z  ->  (
y R x  <->  z R x ) )
3633, 34, 353orbi123d 1253 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  z  ->  (
( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) ) )
3736cbvralv 2924 . . . . . . . . . 10  |-  ( A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  A. z  e.  A  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )
3837ralbii 2721 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y  e.  A  A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )
3932, 38bitr3i 243 . . . . . . . 8  |-  ( A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )
4039ralbii 2721 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( x R z  \/  x  =  z  \/  z R x ) )
41 df-po 4495 . . . . . . 7  |-  ( R  Po  A  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  A. z  e.  A  ( -.  x R x  /\  (
( x R y  /\  y R z )  ->  x R
z ) ) )
4231, 40, 413imtr4g 262 . . . . . 6  |-  ( R  Fr  A  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  ->  R  Po  A ) )
4342ancrd 538 . . . . 5  |-  ( R  Fr  A  ->  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x )  ->  ( R  Po  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) ) )
443, 43impbid2 196 . . . 4  |-  ( R  Fr  A  ->  (
( R  Po  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) )  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
452, 44syl5bb 249 . . 3  |-  ( R  Fr  A  ->  ( R  Or  A  <->  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
4645pm5.32i 619 . 2  |-  ( ( R  Fr  A  /\  R  Or  A )  <->  ( R  Fr  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
471, 46bitri 241 1  |-  ( R  We  A  <->  ( R  Fr  A  /\  A. x  e.  A  A. y  e.  A  ( x R y  \/  x  =  y  \/  y R x ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    \/ w3o 935    /\ w3a 936   A.wal 1549    e. wcel 1725   A.wral 2697   class class class wbr 4204    Po wpo 4493    Or wor 4494    Fr wfr 4530    We wwe 4532
This theorem is referenced by:  ordon  4754  f1oweALT  6065  dford2  7564  fpwwe2lem12  8505  fpwwe2lem13  8506  dfon2  25403  fnwe2  27065
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pr 4395  ax-un 4692
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-ral 2702  df-rex 2703  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-nul 3621  df-if 3732  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-br 4205  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535
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