Theorem nnwosdc 12360

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 3488	. . . . 5 |- ( E. w w e. { x e. NN | ph } <-> E. x e. NN ph )
2		ssrab2 3278	. . . . . 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 828	. . . . . . . 8 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> ( j e. NN \/ -. j e. NN ) )
6		df-dc 837	. . . . . . . 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 1967	. . . . . . . . . 10 |- F/ x [ j / x ] ph
9	8	nfdc 1682	. . . . . . . . 9 |- F/ xDECID [ j / x ] ph
10		sbequ12 1794	. . . . . . . . . 10 |- ( x = j -> ( ph <-> [ j / x ] ph ) )
11	10	dcbid 840	. . . . . . . . 9 |- ( x = j -> (DECID ph <-> DECID [ j / x ] ph ) )
12	9, 11	rspc 2871	. . . . . . . 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 935	. . . . . 6 |- ( ( A. x e. NN DECID ph /\ j e. NN ) -> DECID ( j e. NN /\ [ j / x ] ph ) )
15		nfcv 2348	. . . . . . . 8 |- F/_ x j
16		nfcv 2348	. . . . . . . 8 |- F/_ x NN
17	15, 16, 8, 10	elrabf 2927	. . . . . . 7 |- ( j e. { x e. NN | ph } <-> ( j e. NN /\ [ j / x ] ph ) )
18	17	dcbii 842	. . . . . 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 2579	. . . 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 983	. . 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 2686	. . . 4 |- F/_ x { x e. NN | ph }
25		nfcv 2348	. . . 4 |- F/_ y { x e. NN | ph }
26	24, 25	nnwofdc 12359	. . 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 2490	. . . 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 2682	. . . . . 6 |- ( x e. { x e. NN | ph } <-> ( x e. NN /\ ph ) )
29		df-ral 2489	. . . . . . 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 2929	. . . . . . . . . 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 1493	. . . . . . 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 1628	. . . 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 2489	. . . . . . . 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 1628	. . . . 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 2490	. . . . 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 710  DECID wdc 836   /\ w3a 981   A.wal 1371   E.wex 1515   [wsb 1785   e. wcel 2176   A.wral 2484   E.wrex 2485   {crab 2488   C_ wss 3166   class class class wbr 4044   <_ cle 8108   NNcn 9036

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 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-sep 4162  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-addcom 8025  ax-addass 8027  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-apti 8040  ax-pre-ltadd 8041

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-id 4340  df-po 4343  df-iso 4344  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-isom 5280  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-sup 7086  df-inf 7087  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-inn 9037  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-fz 10131  df-fzo 10265

This theorem is referenced by:  infpnlem2  12683