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Theorem ingru 8646
Description: The intersection of a universe with a class that acts like a universe is another universe. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Jun-2013.)
Assertion
Ref Expression
ingru  |-  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( U  e.  Univ  ->  ( U  i^i  A )  e. 
Univ ) )
Distinct variable group:    x, y, A
Allowed substitution hints:    U( x, y)

Proof of Theorem ingru
Dummy variable  u is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ineq1 3495 . . . . 5  |-  ( u  =  U  ->  (
u  i^i  A )  =  ( U  i^i  A ) )
21eleq1d 2470 . . . 4  |-  ( u  =  U  ->  (
( u  i^i  A
)  e.  Univ  <->  ( U  i^i  A )  e.  Univ ) )
32imbi2d 308 . . 3  |-  ( u  =  U  ->  (
( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  (
u  i^i  A )  e.  Univ )  <->  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  {
x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( U  i^i  A )  e. 
Univ ) ) )
4 elgrug 8623 . . . . . 6  |-  ( u  e.  Univ  ->  ( u  e.  Univ  <->  ( Tr  u  /\  A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
) ) ) )
54ibi 233 . . . . 5  |-  ( u  e.  Univ  ->  ( Tr  u  /\  A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  {
x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u )
) )
6 trin 4272 . . . . . . 7  |-  ( ( Tr  u  /\  Tr  A )  ->  Tr  ( u  i^i  A ) )
76ex 424 . . . . . 6  |-  ( Tr  u  ->  ( Tr  A  ->  Tr  ( u  i^i  A ) ) )
8 inss1 3521 . . . . . . . 8  |-  ( u  i^i  A )  C_  u
9 ssralv 3367 . . . . . . . 8  |-  ( ( u  i^i  A ) 
C_  u  ->  ( A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x
) U. ran  y  e.  u ) ) )
108, 9ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x
) U. ran  y  e.  u ) )
11 inss2 3522 . . . . . . . 8  |-  ( u  i^i  A )  C_  A
12 ssralv 3367 . . . . . . . 8  |-  ( ( u  i^i  A ) 
C_  A  ->  ( A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A
) ) ) )
1311, 12ax-mp 8 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A
) ) )
14 elin 3490 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ~P x  e.  ( u  i^i  A )  <->  ( ~P x  e.  u  /\  ~P x  e.  A
) )
1514simplbi2 609 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ~P x  e.  u  -> 
( ~P x  e.  A  ->  ~P x  e.  ( u  i^i  A
) ) )
16 ssralv 3367 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( u  i^i  A ) 
C_  u  ->  ( A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  ->  A. y  e.  (
u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  u ) )
178, 16ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. y  e.  u  {
x ,  y }  e.  u  ->  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  u
)
18 ssralv 3367 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( u  i^i  A ) 
C_  A  ->  ( A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  ->  A. y  e.  (
u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  A ) )
1911, 18ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. y  e.  A  {
x ,  y }  e.  A  ->  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  A
)
20 elin 3490 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( { x ,  y }  e.  ( u  i^i 
A )  <->  ( {
x ,  y }  e.  u  /\  {
x ,  y }  e.  A ) )
2120simplbi2 609 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( { x ,  y }  e.  u  ->  ( { x ,  y }  e.  A  ->  { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) ) )
2221ral2imi 2742 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  u  ->  ( A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  A  ->  A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) ) )
2317, 19, 22syl2im 36 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y  e.  u  {
x ,  y }  e.  u  ->  ( A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  ->  A. y  e.  (
u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) ) )
2415, 23im2anan9 809 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u )  ->  ( ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  {
x ,  y }  e.  A )  -> 
( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) ) ) )
25 vex 2919 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  u  e. 
_V
26 mapss 7015 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( u  e.  _V  /\  ( u  i^i  A ) 
C_  u )  -> 
( ( u  i^i 
A )  ^m  x
)  C_  ( u  ^m  x ) )
2725, 8, 26mp2an 654 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( u  i^i  A )  ^m  x )  C_  ( u  ^m  x
)
28 ssralv 3367 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( u  i^i  A
)  ^m  x )  C_  ( u  ^m  x
)  ->  ( A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u  ->  A. y  e.  ( ( u  i^i  A )  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
) )
2927, 28ax-mp 8 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u  ->  A. y  e.  ( ( u  i^i  A )  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)
3025inex1 4304 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( u  i^i  A )  e. 
_V
31 vex 2919 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  x  e. 
_V
3230, 31elmap 7001 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  e.  ( ( u  i^i  A )  ^m  x )  <->  y :
x --> ( u  i^i 
A ) )
33 fss 5558 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( y : x --> ( u  i^i  A )  /\  ( u  i^i  A ) 
C_  A )  -> 
y : x --> A )
3411, 33mpan2 653 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y : x --> ( u  i^i  A )  -> 
y : x --> A )
3532, 34sylbi 188 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ( ( u  i^i  A )  ^m  x )  ->  y : x --> A )
3635imim1i 56 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A
)  ->  ( y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
)  ->  U. ran  y  e.  A ) )
3736alimi 1565 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )  ->  A. y ( y  e.  ( ( u  i^i  A )  ^m  x )  ->  U. ran  y  e.  A )
)
38 df-ral 2671 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. y  e.  ( (
u  i^i  A )  ^m  x ) U. ran  y  e.  A  <->  A. y
( y  e.  ( ( u  i^i  A
)  ^m  x )  ->  U. ran  y  e.  A ) )
3937, 38sylibr 204 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )  ->  A. y  e.  ( ( u  i^i  A
)  ^m  x ) U. ran  y  e.  A
)
40 elin 3490 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( U. ran  y  e.  (
u  i^i  A )  <->  ( U. ran  y  e.  u  /\  U. ran  y  e.  A )
)
4140simplbi2 609 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U. ran  y  e.  u  ->  ( U. ran  y  e.  A  ->  U. ran  y  e.  ( u  i^i  A ) ) )
4241ral2imi 2742 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. y  e.  ( (
u  i^i  A )  ^m  x ) U. ran  y  e.  u  ->  ( A. y  e.  ( ( u  i^i  A
)  ^m  x ) U. ran  y  e.  A  ->  A. y  e.  ( ( u  i^i  A
)  ^m  x ) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A ) ) )
4329, 39, 42syl2im 36 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u  ->  ( A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A
)  ->  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) )
4424, 43im2anan9 809 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u )  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u )  ->  ( ( ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  {
x ,  y }  e.  A )  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  ( ( ~P x  e.  (
u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
45443impa 1148 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)  ->  ( (
( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A )  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  ( ( ~P x  e.  (
u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
46 df-3an 938 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  <->  ( ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  {
x ,  y }  e.  A )  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )
47 df-3an 938 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ~P x  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) )  <->  ( ( ~P x  e.  (
u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A ) )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) )
4845, 46, 473imtr4g 262 . . . . . . . 8  |-  ( ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)  ->  ( ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  ( ~P x  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A ) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
4948ral2imi 2742 . . . . . . 7  |-  ( A. x  e.  ( u  i^i  A ) ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  {
x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u )  ->  ( A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A
) )  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
5010, 13, 49syl2im 36 . . . . . 6  |-  ( A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
)  ->  ( A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
)  ->  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
517, 50im2anan9 809 . . . . 5  |-  ( ( Tr  u  /\  A. x  e.  u  ( ~P x  e.  u  /\  A. y  e.  u  { x ,  y }  e.  u  /\  A. y  e.  ( u  ^m  x ) U. ran  y  e.  u
) )  ->  (
( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( Tr  ( u  i^i  A
)  /\  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) ) )
525, 51syl 16 . . . 4  |-  ( u  e.  Univ  ->  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( Tr  ( u  i^i  A
)  /\  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) ) )
53 elgrug 8623 . . . . 5  |-  ( ( u  i^i  A )  e.  _V  ->  (
( u  i^i  A
)  e.  Univ  <->  ( Tr  ( u  i^i  A )  /\  A. x  e.  ( u  i^i  A
) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) ) )
5430, 53ax-mp 8 . . . 4  |-  ( ( u  i^i  A )  e.  Univ  <->  ( Tr  (
u  i^i  A )  /\  A. x  e.  ( u  i^i  A ) ( ~P x  e.  ( u  i^i  A
)  /\  A. y  e.  ( u  i^i  A
) { x ,  y }  e.  ( u  i^i  A )  /\  A. y  e.  ( ( u  i^i 
A )  ^m  x
) U. ran  y  e.  ( u  i^i  A
) ) ) )
5552, 54syl6ibr 219 . . 3  |-  ( u  e.  Univ  ->  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  (
u  i^i  A )  e.  Univ ) )
563, 55vtoclga 2977 . 2  |-  ( U  e.  Univ  ->  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( U  i^i  A )  e. 
Univ ) )
5756com12 29 1  |-  ( ( Tr  A  /\  A. x  e.  A  ( ~P x  e.  A  /\  A. y  e.  A  { x ,  y }  e.  A  /\  A. y ( y : x --> A  ->  U. ran  y  e.  A )
) )  ->  ( U  e.  Univ  ->  ( U  i^i  A )  e. 
Univ ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   A.wal 1546    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   _Vcvv 2916    i^i cin 3279    C_ wss 3280   ~Pcpw 3759   {cpr 3775   U.cuni 3975   Tr wtr 4262   ran crn 4838   -->wf 5409  (class class class)co 6040    ^m cmap 6977   Univcgru 8621
This theorem is referenced by:  wfgru  8647
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-ral 2671  df-rex 2672  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-id 4458  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-map 6979  df-gru 8622
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