Theorem iinerm 6601

Description: The intersection of a nonempty family of equivalence relations is an equivalence relation. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
iinerm	|- ( ( E. y y e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )

Distinct variable groups:   x, A   x, B   y, A

Allowed substitution hints:   B( y)   R( x, y)

Proof of Theorem iinerm

Dummy variables u a v w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq1w 2238	. . . 4 |- ( x = a -> ( x e. A <-> a e. A ) )
2	1	cbvexv 1918	. . 3 |- ( E. x x e. A <-> E. a a e. A )
3		eleq1w 2238	. . . 4 |- ( a = y -> ( a e. A <-> y e. A ) )
4	3	cbvexv 1918	. . 3 |- ( E. a a e. A <-> E. y y e. A )
5	2, 4	bitri 184	. 2 |- ( E. x x e. A <-> E. y y e. A )
6		r19.2m 3509	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> E. x e. A R Er B )
7		errel 6538	. . . . . . 7 |- ( R Er B -> Rel R )
8		df-rel 4630	. . . . . . 7 |- ( Rel R <-> R C_ ( _V X. _V ) )
9	7, 8	sylib 122	. . . . . 6 |- ( R Er B -> R C_ ( _V X. _V ) )
10	9	reximi 2574	. . . . 5 |- ( E. x e. A R Er B -> E. x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
11		iinss 3935	. . . . 5 |- ( E. x e. A R C_ ( _V X. _V ) -> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
12	6, 10, 11	3syl 17	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
13		df-rel 4630	. . . 4 |- ( Rel |^|_ x e. A R <-> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
14	12, 13	sylibr 134	. . 3 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> Rel |^|_ x e. A R )
15		id 19	. . . . . . . . . 10 |- ( R Er B -> R Er B )
16	15	ersymb 6543	. . . . . . . . 9 |- ( R Er B -> ( u R v <-> v R u ) )
17	16	biimpd 144	. . . . . . . 8 |- ( R Er B -> ( u R v -> v R u ) )
18		df-br 4001	. . . . . . . 8 |- ( u R v <-> <. u , v >. e. R )
19		df-br 4001	. . . . . . . 8 |- ( v R u <-> <. v , u >. e. R )
20	17, 18, 19	3imtr3g 204	. . . . . . 7 |- ( R Er B -> ( <. u , v >. e. R -> <. v , u >. e. R ) )
21	20	ral2imi 2542	. . . . . 6 |- ( A. x e. A R Er B -> ( A. x e. A <. u , v >. e. R -> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
22	21	adantl 277	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A <. u , v >. e. R -> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
23		df-br 4001	. . . . . 6 |- ( u |^|_ x e. A R v <-> <. u , v >. e. |^|_ x e. A R )
24		vex 2740	. . . . . . . 8 |- u e. _V
25		vex 2740	. . . . . . . 8 |- v e. _V
26	24, 25	opex 4226	. . . . . . 7 |- <. u , v >. e. _V
27		eliin 3889	. . . . . . 7 |- ( <. u , v >. e. _V -> ( <. u , v >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , v >. e. R ) )
28	26, 27	ax-mp 5	. . . . . 6 |- ( <. u , v >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , v >. e. R )
29	23, 28	bitri 184	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R v <-> A. x e. A <. u , v >. e. R )
30		df-br 4001	. . . . . 6 |- ( v |^|_ x e. A R u <-> <. v , u >. e. |^|_ x e. A R )
31	25, 24	opex 4226	. . . . . . 7 |- <. v , u >. e. _V
32		eliin 3889	. . . . . . 7 |- ( <. v , u >. e. _V -> ( <. v , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
33	31, 32	ax-mp 5	. . . . . 6 |- ( <. v , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , u >. e. R )
34	30, 33	bitri 184	. . . . 5 |- ( v |^|_ x e. A R u <-> A. x e. A <. v , u >. e. R )
35	22, 29, 34	3imtr4g 205	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u |^|_ x e. A R v -> v |^|_ x e. A R u ) )
36	35	imp 124	. . 3 |- ( ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) /\ u |^|_ x e. A R v ) -> v |^|_ x e. A R u )
37		r19.26 2603	. . . . . 6 |- ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) <-> ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
38	15	ertr 6544	. . . . . . . . 9 |- ( R Er B -> ( ( u R v /\ v R w ) -> u R w ) )
39		df-br 4001	. . . . . . . . . 10 |- ( v R w <-> <. v , w >. e. R )
40	18, 39	anbi12i 460	. . . . . . . . 9 |- ( ( u R v /\ v R w ) <-> ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) )
41		df-br 4001	. . . . . . . . 9 |- ( u R w <-> <. u , w >. e. R )
42	38, 40, 41	3imtr3g 204	. . . . . . . 8 |- ( R Er B -> ( ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> <. u , w >. e. R ) )
43	42	ral2imi 2542	. . . . . . 7 |- ( A. x e. A R Er B -> ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
44	43	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
45	37, 44	biimtrrid 153	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
46		df-br 4001	. . . . . . 7 |- ( v |^|_ x e. A R w <-> <. v , w >. e. |^|_ x e. A R )
47		vex 2740	. . . . . . . . 9 |- w e. _V
48	25, 47	opex 4226	. . . . . . . 8 |- <. v , w >. e. _V
49		eliin 3889	. . . . . . . 8 |- ( <. v , w >. e. _V -> ( <. v , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
50	48, 49	ax-mp 5	. . . . . . 7 |- ( <. v , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , w >. e. R )
51	46, 50	bitri 184	. . . . . 6 |- ( v |^|_ x e. A R w <-> A. x e. A <. v , w >. e. R )
52	29, 51	anbi12i 460	. . . . 5 |- ( ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) <-> ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
53		df-br 4001	. . . . . 6 |- ( u |^|_ x e. A R w <-> <. u , w >. e. |^|_ x e. A R )
54	24, 47	opex 4226	. . . . . . 7 |- <. u , w >. e. _V
55		eliin 3889	. . . . . . 7 |- ( <. u , w >. e. _V -> ( <. u , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
56	54, 55	ax-mp 5	. . . . . 6 |- ( <. u , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , w >. e. R )
57	53, 56	bitri 184	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R w <-> A. x e. A <. u , w >. e. R )
58	45, 52, 57	3imtr4g 205	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) -> u |^|_ x e. A R w ) )
59	58	imp 124	. . 3 |- ( ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) /\ ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) ) -> u |^|_ x e. A R w )
60		simpl 109	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> R Er B )
61		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> u e. B )
62	60, 61	erref 6549	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> u R u )
63		df-br 4001	. . . . . . . . . 10 |- ( u R u <-> <. u , u >. e. R )
64	62, 63	sylib 122	. . . . . . . . 9 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> <. u , u >. e. R )
65	64	expcom 116	. . . . . . . 8 |- ( u e. B -> ( R Er B -> <. u , u >. e. R ) )
66	65	ralimdv 2545	. . . . . . 7 |- ( u e. B -> ( A. x e. A R Er B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
67	66	com12 30	. . . . . 6 |- ( A. x e. A R Er B -> ( u e. B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
68	67	adantl 277	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
69		r19.26 2603	. . . . . . 7 |- ( A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) <-> ( A. x e. A R Er B /\ A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
70		r19.2m 3509	. . . . . . . . 9 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) ) -> E. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) )
71	24, 24	opeldm 4826	. . . . . . . . . . 11 |- ( <. u , u >. e. R -> u e. dom R )
72		erdm 6539	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( R Er B -> dom R = B )
73	72	eleq2d 2247	. . . . . . . . . . . 12 |- ( R Er B -> ( u e. dom R <-> u e. B ) )
74	73	biimpa 296	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. dom R ) -> u e. B )
75	71, 74	sylan2 286	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B )
76	75	rexlimivw 2590	. . . . . . . . 9 |- ( E. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B )
77	70, 76	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) ) -> u e. B )
78	77	ex 115	. . . . . . 7 |- ( E. x x e. A -> ( A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B ) )
79	69, 78	biimtrrid 153	. . . . . 6 |- ( E. x x e. A -> ( ( A. x e. A R Er B /\ A. x e. A <. u , u >. e. R ) -> u e. B ) )
80	79	expdimp 259	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A <. u , u >. e. R -> u e. B ) )
81	68, 80	impbid 129	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B <-> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
82		df-br 4001	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R u <-> <. u , u >. e. |^|_ x e. A R )
83	24, 24	opex 4226	. . . . . 6 |- <. u , u >. e. _V
84		eliin 3889	. . . . . 6 |- ( <. u , u >. e. _V -> ( <. u , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
85	83, 84	ax-mp 5	. . . . 5 |- ( <. u , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , u >. e. R )
86	82, 85	bitri 184	. . . 4 |- ( u |^|_ x e. A R u <-> A. x e. A <. u , u >. e. R )
87	81, 86	bitr4di 198	. . 3 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B <-> u |^|_ x e. A R u ) )
88	14, 36, 59, 87	iserd 6555	. 2 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )
89	5, 88	sylanbr 285	1 |- ( ( E. y y e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   E.wex 1492   e. wcel 2148   A.wral 2455   E.wrex 2456   _Vcvv 2737   C_ wss 3129   <.cop 3594   |^|_ciin 3885   class class class wbr 4000   X. cxp 4621   dom cdm 4623   Rel wrel 4628   Er wer 6526

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-sep 4118  ax-pow 4171  ax-pr 4206

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 980  df-tru 1356  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ral 2460  df-rex 2461  df-v 2739  df-un 3133  df-in 3135  df-ss 3142  df-pw 3576  df-sn 3597  df-pr 3598  df-op 3600  df-iin 3887  df-br 4001  df-opab 4062  df-xp 4629  df-rel 4630  df-cnv 4631  df-co 4632  df-dm 4633  df-er 6529

This theorem is referenced by:  riinerm  6602