Theorem nnwosdc 12555

Description: Well-ordering principle: any inhabited decidable set of positive integers has a least element (schema form). (Contributed by NM, 17-Aug-2001.) (Revised by Jim Kingdon, 25-Oct-2024.)

Hypothesis

Ref	Expression
nnwos.1	|- ( x = y -> ( ph <-> ps ) )

Assertion

Ref	Expression
nnwosdc	|- ( ( E. x e. NN ph /\ A. x e. NN DECID ph ) -> E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) )

Distinct variable groups:   x, y   ph, y   ps, x

Allowed substitution hints:   ph( x)   ps( y)

Proof of Theorem nnwosdc

Dummy variables j w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rabn0m 3519	. . . . 5 |- ( E. w w e. { x e. NN | ph } <-> E. x e. NN ph )
2		ssrab2 3309	. . . . . 6 |- { x e. NN | ph } C_ NN
3	2	biantrur 303	. . . . 5 |- ( E. w w e. { x e. NN | ph } <-> ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } ) )
4	1, 3	sylbb1 137	. . . 4 |- ( E. x e. NN ph -> ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } ) )
5		animorrl 831	. . . . . . . 8 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> ( j e. NN \/ -. j e. NN ) )
6		df-dc 840	. . . . . . . 8 |- (DECID j e. NN <-> ( j e. NN \/ -. j e. NN ) )
7	5, 6	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> DECID j e. NN )
8		nfs1v 1990	. . . . . . . . . 10 |- F/ x [ j / x ] ph
9	8	nfdc 1705	. . . . . . . . 9 |- F/ xDECID [ j / x ] ph
10		sbequ12 1817	. . . . . . . . . 10 |- ( x = j -> ( ph <-> [ j / x ] ph ) )
11	10	dcbid 843	. . . . . . . . 9 |- ( x = j -> (DECID ph <-> DECID [ j / x ] ph ) )
12	9, 11	rspc 2901	. . . . . . . 8 |- ( j e. NN -> ( A. x e. NN DECID ph -> DECID [ j / x ] ph ) )
13	12	impcom 125	. . . . . . 7 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> DECID [ j / x ] ph )
14	7, 13	dcand 938	. . . . . 6 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> DECID ( j e. NN /\ [ j / x ] ph ) )
15		nfcv 2372	. . . . . . . 8 |- F/_ x j
16		nfcv 2372	. . . . . . . 8 |- F/_ x NN
17	15, 16, 8, 10	elrabf 2957	. . . . . . 7 |- ( j e. { x e. NN | ph } <-> ( j e. NN /\ [ j / x ] ph ) )
18	17	dcbii 845	. . . . . 6 |- (DECID j e. { x e. NN | ph } <-> DECID ( j e. NN /\ [ j / x ] ph ) )
19	14, 18	sylibr 134	. . . . 5 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> DECID j e. { x e. NN | ph } )
20	19	ralrimiva 2603	. . . 4 |- ( A. x e. NN DECID ph -> A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } )
21	4, 20	anim12i 338	. . 3 |- ( ( E. x e. NN ph /\ A. x e. NN DECID ph ) -> ( ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } ) /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) )
22		df-3an 1004	. . 3 |- ( ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) <-> ( ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } ) /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) )
23	21, 22	sylibr 134	. 2 |- ( ( E. x e. NN ph /\ A. x e. NN DECID ph ) -> ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) )
24		nfrab1 2711	. . . 4 |- F/_ x { x e. NN | ph }
25		nfcv 2372	. . . 4 |- F/_ y { x e. NN | ph }
26	24, 25	nnwofdc 12554	. . 3 |- ( ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) -> E. x e. { x e. NN | ph } A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y )
27		df-rex 2514	. . . 4 |- ( E. x e. { x e. NN | ph } A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y <-> E. x ( x e. { x e. NN | ph } /\ A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y ) )
28		rabid 2707	. . . . . 6 |- ( x e. { x e. NN | ph } <-> ( x e. NN /\ ph ) )
29		df-ral 2513	. . . . . . 7 |- ( A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y <-> A. y ( y e. { x e. NN | ph } -> x <_ y ) )
30		nnwos.1	. . . . . . . . . . . 12 |- ( x = y -> ( ph <-> ps ) )
31	30, 30, 30	3bitr2d 216	. . . . . . . . . . 11 |- ( x = y -> ( ph <-> ps ) )
32	31	elrab 2959	. . . . . . . . . 10 |- ( y e. { x e. NN | ph } <-> ( y e. NN /\ ps ) )
33	32	imbi1i 238	. . . . . . . . 9 |- ( ( y e. { x e. NN | ph } -> x <_ y ) <-> ( ( y e. NN /\ ps ) -> x <_ y ) )
34		impexp 263	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( y e. NN /\ ps ) -> x <_ y ) <-> ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) )
35	33, 34	bitri 184	. . . . . . . 8 |- ( ( y e. { x e. NN | ph } -> x <_ y ) <-> ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) )
36	35	albii 1516	. . . . . . 7 |- ( A. y ( y e. { x e. NN | ph } -> x <_ y ) <-> A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) )
37	29, 36	bitri 184	. . . . . 6 |- ( A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y <-> A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) )
38	28, 37	anbi12i 460	. . . . 5 |- ( ( x e. { x e. NN | ph } /\ A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y ) <-> ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) )
39	38	exbii 1651	. . . 4 |- ( E. x ( x e. { x e. NN | ph } /\ A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y ) <-> E. x ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) )
40		df-ral 2513	. . . . . . . 8 |- ( A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) <-> A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) )
41	40	anbi2i 457	. . . . . . 7 |- ( ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) <-> ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) )
42		anass 401	. . . . . . 7 |- ( ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) <-> ( x e. NN /\ ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) ) )
43	41, 42	bitr3i 186	. . . . . 6 |- ( ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) <-> ( x e. NN /\ ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) ) )
44	43	exbii 1651	. . . . 5 |- ( E. x ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) <-> E. x ( x e. NN /\ ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) ) )
45		df-rex 2514	. . . . 5 |- ( E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) <-> E. x ( x e. NN /\ ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) ) )
46	44, 45	bitr4i 187	. . . 4 |- ( E. x ( ( x e. NN /\ ph ) /\ A. y ( y e. NN -> ( ps -> x <_ y ) ) ) <-> E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) )
47	27, 39, 46	3bitri 206	. . 3 |- ( E. x e. { x e. NN | ph } A. y e. { x e. NN | ph } x <_ y <-> E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) )
48	26, 47	sylib 122	. 2 |- ( ( { x e. NN | ph } C_ NN /\ E. w w e. { x e. NN | ph } /\ A. j e. NN DECID j e. { x e. NN | ph } ) -> E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) )
49	23, 48	syl 14	1 |- ( ( E. x e. NN ph /\ A. x e. NN DECID ph ) -> E. x e. NN ( ph /\ A. y e. NN ( ps -> x <_ y ) ) )

Syntax hints:   -. wn 3   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 713  DECID wdc 839   /\ w3a 1002   A.wal 1393   E.wex 1538   [wsb 1808   e. wcel 2200   A.wral 2508   E.wrex 2509   {crab 2512   C_ wss 3197   class class class wbr 4082   <_ cle 8178   NNcn 9106

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-in1 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-sep 4201  ax-pow 4257  ax-pr 4292  ax-un 4523  ax-setind 4628  ax-cnex 8086  ax-resscn 8087  ax-1cn 8088  ax-1re 8089  ax-icn 8090  ax-addcl 8091  ax-addrcl 8092  ax-mulcl 8093  ax-addcom 8095  ax-addass 8097  ax-distr 8099  ax-i2m1 8100  ax-0lt1 8101  ax-0id 8103  ax-rnegex 8104  ax-cnre 8106  ax-pre-ltirr 8107  ax-pre-ltwlin 8108  ax-pre-lttrn 8109  ax-pre-apti 8110  ax-pre-ltadd 8111

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 840  df-3or 1003  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-nel 2496  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rmo 2516  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3888  df-int 3923  df-iun 3966  df-br 4083  df-opab 4145  df-mpt 4146  df-id 4383  df-po 4386  df-iso 4387  df-xp 4724  df-rel 4725  df-cnv 4726  df-co 4727  df-dm 4728  df-rn 4729  df-res 4730  df-ima 4731  df-iota 5277  df-fun 5319  df-fn 5320  df-f 5321  df-f1 5322  df-fo 5323  df-f1o 5324  df-fv 5325  df-isom 5326  df-riota 5953  df-ov 6003  df-oprab 6004  df-mpo 6005  df-1st 6284  df-2nd 6285  df-sup 7147  df-inf 7148  df-pnf 8179  df-mnf 8180  df-xr 8181  df-ltxr 8182  df-le 8183  df-sub 8315  df-neg 8316  df-inn 9107  df-n0 9366  df-z 9443  df-uz 9719  df-fz 10201  df-fzo 10335

This theorem is referenced by:  infpnlem2  12878