Theorem dffr5 32984

Description: A quantifier free definition of a well-founded relationship. (Contributed by Scott Fenton, 11-Apr-2011.)

Assertion

Ref	Expression
dffr5	⊢ (𝑅 Fr 𝐴 ↔ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) ⊆ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅)))

Proof of Theorem dffr5

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eldif 3946	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) ↔ (𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ {∅}))
2		velpw 4547	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ↔ 𝑥 ⊆ 𝐴)
3		velsn 4577	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ {∅} ↔ 𝑥 = ∅)
4	3	necon3bbii 3063	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑥 ∈ {∅} ↔ 𝑥 ≠ ∅)
5	2, 4	anbi12i 628	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝒫 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 ∈ {∅}) ↔ (𝑥 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ≠ ∅))
6	1, 5	bitri 277	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) ↔ (𝑥 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ≠ ∅))
7		brdif 5112	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))𝑥 ↔ (𝑦 E 𝑥 ∧ ¬ 𝑦( E ∘ ◡𝑅)𝑥))
8		epel 5464	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 E 𝑥 ↔ 𝑦 ∈ 𝑥)
9		vex 3498	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑦 ∈ V
10		vex 3498	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑥 ∈ V
11	9, 10	coep 32982	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦( E ∘ ◡𝑅)𝑥 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑥 𝑦◡𝑅𝑧)
12		vex 3498	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑧 ∈ V
13	9, 12	brcnv 5748	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦◡𝑅𝑧 ↔ 𝑧𝑅𝑦)
14	13	rexbii 3247	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝑥 𝑦◡𝑅𝑧 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝑥 𝑧𝑅𝑦)
15		dfrex2 3239	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑧 ∈ 𝑥 𝑧𝑅𝑦 ↔ ¬ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦)
16	11, 14, 15	3bitrri 300	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦 ↔ 𝑦( E ∘ ◡𝑅)𝑥)
17	16	con1bii 359	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑦( E ∘ ◡𝑅)𝑥 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦)
18	8, 17	anbi12i 628	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 E 𝑥 ∧ ¬ 𝑦( E ∘ ◡𝑅)𝑥) ↔ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
19	7, 18	bitri 277	. . . . . 6 ⊢ (𝑦( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))𝑥 ↔ (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
20	19	exbii 1844	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 𝑦( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))𝑥 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
21	10	elrn 5817	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅)) ↔ ∃𝑦 𝑦( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))𝑥)
22		df-rex 3144	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
23	20, 21, 22	3bitr4i 305	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅)) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦)
24	6, 23	imbi12i 353	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) → 𝑥 ∈ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))) ↔ ((𝑥 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
25	24	albii 1816	. 2 ⊢ (∀𝑥(𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) → 𝑥 ∈ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))) ↔ ∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
26		dfss2 3955	. 2 ⊢ ((𝒫 𝐴 ∖ {∅}) ⊆ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅)) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) → 𝑥 ∈ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅))))
27		df-fr 5509	. 2 ⊢ (𝑅 Fr 𝐴 ↔ ∀𝑥((𝑥 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑥 ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ 𝑥 ∀𝑧 ∈ 𝑥 ¬ 𝑧𝑅𝑦))
28	25, 26, 27	3bitr4ri 306	1 ⊢ (𝑅 Fr 𝐴 ↔ (𝒫 𝐴 ∖ {∅}) ⊆ ran ( E ∖ ( E ∘ ◡𝑅)))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398  ∀wal 1531  ∃wex 1776   ∈ wcel 2110   ≠ wne 3016  ∀wral 3138  ∃wrex 3139   ∖ cdif 3933   ⊆ wss 3936  ∅c0 4291  𝒫 cpw 4539  {csn 4561   class class class wbr 5059   E cep 5459   Fr wfr 5506  ^◡ccnv 5549  ran crn 5551   ∘ ccom 5554

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2156  ax-12 2172  ax-ext 2793  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pr 5322

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-ral 3143  df-rex 3144  df-rab 3147  df-v 3497  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-br 5060  df-opab 5122  df-eprel 5460  df-fr 5509  df-cnv 5558  df-co 5559  df-dm 5560  df-rn 5561

This theorem is referenced by: (None)