Theorem elssdc 7209

Description: Membership in a finite subset of a set with decidable equality is decidable. (Contributed by Jim Kingdon, 11-Feb-2026.)

Hypotheses

Ref	Expression
elssdc.b	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑥 = 𝑦)
elssdc.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
elssdc.ss	⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐵)
elssdc.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)

Assertion

Ref	Expression
elssdc	⊢ (𝜑 → DECID 𝑋 ∈ 𝐴)

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

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥, 𝑦)   𝐴(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem elssdc

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq2 2302	. . 3 ⊢ (𝑤 = ∅ → (𝑋 ∈ 𝑤 ↔ 𝑋 ∈ ∅))
2	1	dcbid 850	. 2 ⊢ (𝑤 = ∅ → (DECID 𝑋 ∈ 𝑤 ↔ DECID 𝑋 ∈ ∅))
3		eleq2 2302	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑢 → (𝑋 ∈ 𝑤 ↔ 𝑋 ∈ 𝑢))
4	3	dcbid 850	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝑢 → (DECID 𝑋 ∈ 𝑤 ↔ DECID 𝑋 ∈ 𝑢))
5		eleq2 2302	. . 3 ⊢ (𝑤 = (𝑢 ∪ {𝑣}) → (𝑋 ∈ 𝑤 ↔ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
6	5	dcbid 850	. 2 ⊢ (𝑤 = (𝑢 ∪ {𝑣}) → (DECID 𝑋 ∈ 𝑤 ↔ DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
7		eleq2 2302	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝐴 → (𝑋 ∈ 𝑤 ↔ 𝑋 ∈ 𝐴))
8	7	dcbid 850	. 2 ⊢ (𝑤 = 𝐴 → (DECID 𝑋 ∈ 𝑤 ↔ DECID 𝑋 ∈ 𝐴))
9		noel 3525	. . . . 5 ⊢ ¬ 𝑋 ∈ ∅
10	9	olci 744	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ ∅ ∨ ¬ 𝑋 ∈ ∅)
11		df-dc 847	. . . 4 ⊢ (DECID 𝑋 ∈ ∅ ↔ (𝑋 ∈ ∅ ∨ ¬ 𝑋 ∈ ∅))
12	10, 11	mpbir 146	. . 3 ⊢ DECID 𝑋 ∈ ∅
13	12	a1i 9	. 2 ⊢ (𝜑 → DECID 𝑋 ∈ ∅)
14		vsnid 3741	. . . . . 6 ⊢ 𝑣 ∈ {𝑣}
15		eleq1 2301	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 = 𝑣 → (𝑋 ∈ {𝑣} ↔ 𝑣 ∈ {𝑣}))
16	15	adantl 277	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ 𝑋 = 𝑣) → (𝑋 ∈ {𝑣} ↔ 𝑣 ∈ {𝑣}))
17	14, 16	mpbiri 168	. . . . 5 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ 𝑋 = 𝑣) → 𝑋 ∈ {𝑣})
18		elun2 3397	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ {𝑣} → 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
19	18	orcd 745	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ {𝑣} → (𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ∨ ¬ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
20		df-dc 847	. . . . . 6 ⊢ (DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ↔ (𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ∨ ¬ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
21	19, 20	sylibr 134	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ {𝑣} → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
22	17, 21	syl 14	. . . 4 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ 𝑋 = 𝑣) → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
23		elun1 3396	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑢 → 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
24	23	orcd 745	. . . . . . 7 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑢 → (𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ∨ ¬ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
25	24, 20	sylibr 134	. . . . . 6 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑢 → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
26	25	adantl 277	. . . . 5 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ 𝑋 ∈ 𝑢) → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
27		simpr 110	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → ¬ 𝑋 ∈ 𝑢)
28		elsni 3727	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑋 ∈ {𝑣} → 𝑋 = 𝑣)
29	28	con3i 641	. . . . . . . . . 10 ⊢ (¬ 𝑋 = 𝑣 → ¬ 𝑋 ∈ {𝑣})
30	29	ad2antlr 493	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → ¬ 𝑋 ∈ {𝑣})
31		ioran 764	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ (𝑋 ∈ 𝑢 ∨ 𝑋 ∈ {𝑣}) ↔ (¬ 𝑋 ∈ 𝑢 ∧ ¬ 𝑋 ∈ {𝑣}))
32	27, 30, 31	sylanbrc 421	. . . . . . . 8 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → ¬ (𝑋 ∈ 𝑢 ∨ 𝑋 ∈ {𝑣}))
33		elun 3370	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ↔ (𝑋 ∈ 𝑢 ∨ 𝑋 ∈ {𝑣}))
34	32, 33	sylnibr 688	. . . . . . 7 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → ¬ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
35	34	olcd 746	. . . . . 6 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → (𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}) ∨ ¬ 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
36	35, 20	sylibr 134	. . . . 5 ⊢ ((((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) ∧ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢) → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
37		exmiddc 848	. . . . . 6 ⊢ (DECID 𝑋 ∈ 𝑢 → (𝑋 ∈ 𝑢 ∨ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢))
38	37	ad2antlr 493	. . . . 5 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) → (𝑋 ∈ 𝑢 ∨ ¬ 𝑋 ∈ 𝑢))
39	26, 36, 38	mpjaodan 810	. . . 4 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) ∧ ¬ 𝑋 = 𝑣) → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
40		eqeq2 2248	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → (𝑋 = 𝑦 ↔ 𝑋 = 𝑣))
41	40	dcbid 850	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑣 → (DECID 𝑋 = 𝑦 ↔ DECID 𝑋 = 𝑣))
42		eqeq1 2245	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (𝑥 = 𝑦 ↔ 𝑋 = 𝑦))
43	42	dcbid 850	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (DECID 𝑥 = 𝑦 ↔ DECID 𝑋 = 𝑦))
44	43	ralbidv 2550	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑋 → (∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑥 = 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑋 = 𝑦))
45		elssdc.b	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑥 = 𝑦)
46		elssdc.x	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
47	44, 45, 46	rspcdva 2934	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑋 = 𝑦)
48	47	ad3antrrr 496	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → ∀𝑦 ∈ 𝐵 DECID 𝑋 = 𝑦)
49		elssdc.ss	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ⊆ 𝐵)
50	49	ad3antrrr 496	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → 𝐴 ⊆ 𝐵)
51		simplrr 542	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))
52	51	eldifad 3231	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → 𝑣 ∈ 𝐴)
53	50, 52	sseldd 3249	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → 𝑣 ∈ 𝐵)
54	41, 48, 53	rspcdva 2934	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → DECID 𝑋 = 𝑣)
55		exmiddc 848	. . . . 5 ⊢ (DECID 𝑋 = 𝑣 → (𝑋 = 𝑣 ∨ ¬ 𝑋 = 𝑣))
56	54, 55	syl 14	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → (𝑋 = 𝑣 ∨ ¬ 𝑋 = 𝑣))
57	22, 39, 56	mpjaodan 810	. . 3 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) ∧ DECID 𝑋 ∈ 𝑢) → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣}))
58	57	ex 115	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑢 ∈ Fin) ∧ (𝑢 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑣 ∈ (𝐴 ∖ 𝑢))) → (DECID 𝑋 ∈ 𝑢 → DECID 𝑋 ∈ (𝑢 ∪ {𝑣})))
59		elssdc.a	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ Fin)
60	2, 4, 6, 8, 13, 58, 59	findcard2sd 7196	1 ⊢ (𝜑 → DECID 𝑋 ∈ 𝐴)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   ∨ wo 720  DECID wdc 846   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  ∀wral 2528   ∖ cdif 3217   ∪ cun 3218   ⊆ wss 3220  ∅c0 3520  {csn 3709  Fincfn 7022

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4246  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-iinf 4735

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-tr 4230  df-id 4438  df-iord 4511  df-on 4513  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-er 6807  df-en 7023  df-fin 7025

This theorem is used by:  zfidc  9723  ballotfilem2  13228  vtxedgfi  16530