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Theorem exmidfodomrlemr 7063
 Description: The existence of a mapping from any set onto any inhabited set that it dominates implies excluded middle. Proposition 1.2 of [PradicBrown2022], p. 2. (Contributed by Jim Kingdon, 1-Jul-2022.)
Assertion
Ref Expression
exmidfodomrlemr (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → EXMID)
Distinct variable group:   𝑥,𝑓,𝑦,𝑧

Proof of Theorem exmidfodomrlemr
Dummy variables 𝑢 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nfv 1508 . . . . . . . . 9 𝑓(∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥)
2 nfe1 1472 . . . . . . . . 9 𝑓𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦
31, 2nfim 1551 . . . . . . . 8 𝑓((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦)
43nfal 1555 . . . . . . 7 𝑓𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦)
54nfal 1555 . . . . . 6 𝑓𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦)
6 nfv 1508 . . . . . 6 𝑓 𝑢 ⊆ {∅}
75, 6nfan 1544 . . . . 5 𝑓(∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅})
8 nfv 1508 . . . . 5 𝑓DECID ∅ ∈ 𝑢
9 simpl 108 . . . . . 6 ((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) → ∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦))
10 p0ex 4112 . . . . . . . . . . . 12 {∅} ∈ V
11 ssdomg 6672 . . . . . . . . . . . 12 ({∅} ∈ V → (𝑢 ⊆ {∅} → 𝑢 ≼ {∅}))
1210, 11ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 ⊆ {∅} → 𝑢 ≼ {∅})
13 df1o2 6326 . . . . . . . . . . 11 1o = {∅}
1412, 13breqtrrdi 3970 . . . . . . . . . 10 (𝑢 ⊆ {∅} → 𝑢 ≼ 1o)
15 1onn 6416 . . . . . . . . . . 11 1o ∈ ω
16 domrefg 6661 . . . . . . . . . . 11 (1o ∈ ω → 1o ≼ 1o)
1715, 16ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 1o ≼ 1o
18 djudom 6978 . . . . . . . . . 10 ((𝑢 ≼ 1o ∧ 1o ≼ 1o) → (𝑢 ⊔ 1o) ≼ (1o ⊔ 1o))
1914, 17, 18sylancl 409 . . . . . . . . 9 (𝑢 ⊆ {∅} → (𝑢 ⊔ 1o) ≼ (1o ⊔ 1o))
20 dju1p1e2 7058 . . . . . . . . 9 (1o ⊔ 1o) ≈ 2o
21 domentr 6685 . . . . . . . . 9 (((𝑢 ⊔ 1o) ≼ (1o ⊔ 1o) ∧ (1o ⊔ 1o) ≈ 2o) → (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o)
2219, 20, 21sylancl 409 . . . . . . . 8 (𝑢 ⊆ {∅} → (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o)
2322adantl 275 . . . . . . 7 ((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) → (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o)
24 0lt1o 6337 . . . . . . . . 9 ∅ ∈ 1o
25 djurcl 6937 . . . . . . . . 9 (∅ ∈ 1o → (inr‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
2624, 25ax-mp 5 . . . . . . . 8 (inr‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o)
27 elex2 2702 . . . . . . . 8 ((inr‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o) → ∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
2826, 27ax-mp 5 . . . . . . 7 𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o)
2923, 28jctil 310 . . . . . 6 ((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) → (∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o) ∧ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o))
30 vex 2689 . . . . . . . 8 𝑢 ∈ V
31 djuex 6928 . . . . . . . 8 ((𝑢 ∈ V ∧ 1o ∈ ω) → (𝑢 ⊔ 1o) ∈ V)
3230, 15, 31mp2an 422 . . . . . . 7 (𝑢 ⊔ 1o) ∈ V
33 2onn 6417 . . . . . . . 8 2o ∈ ω
34 breq2 3933 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 2o → (𝑦𝑥𝑦 ≼ 2o))
3534anbi2d 459 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 2o → ((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) ↔ (∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o)))
36 foeq2 5342 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 2o → (𝑓:𝑥onto𝑦𝑓:2oonto𝑦))
3736exbidv 1797 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 2o → (∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦 ↔ ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦))
3835, 37imbi12d 233 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 2o → (((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ↔ ((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦)))
3938albidv 1796 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 2o → (∀𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ↔ ∀𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦)))
4039spcgv 2773 . . . . . . . 8 (2o ∈ ω → (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → ∀𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦)))
4133, 40ax-mp 5 . . . . . . 7 (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → ∀𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦))
42 eleq2 2203 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (𝑧𝑦𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o)))
4342exbidv 1797 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (∃𝑧 𝑧𝑦 ↔ ∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o)))
44 breq1 3932 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (𝑦 ≼ 2o ↔ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o))
4543, 44anbi12d 464 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → ((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) ↔ (∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o) ∧ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o)))
46 foeq3 5343 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (𝑓:2oonto𝑦𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)))
4746exbidv 1797 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦 ↔ ∃𝑓 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)))
4845, 47imbi12d 233 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑢 ⊔ 1o) → (((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦) ↔ ((∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o) ∧ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o))))
4948spcgv 2773 . . . . . . 7 ((𝑢 ⊔ 1o) ∈ V → (∀𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦 ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto𝑦) → ((∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o) ∧ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o))))
5032, 41, 49mpsyl 65 . . . . . 6 (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → ((∃𝑧 𝑧 ∈ (𝑢 ⊔ 1o) ∧ (𝑢 ⊔ 1o) ≼ 2o) → ∃𝑓 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)))
519, 29, 50sylc 62 . . . . 5 ((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) → ∃𝑓 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o))
52 simpr 109 . . . . . . . . . 10 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → (𝑓‘∅) = (inl‘∅))
53 fof 5345 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o) → 𝑓:2o⟶(𝑢 ⊔ 1o))
5453adantl 275 . . . . . . . . . . . 12 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → 𝑓:2o⟶(𝑢 ⊔ 1o))
55 elelsuc 4331 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∅ ∈ 1o → ∅ ∈ suc 1o)
5624, 55ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 ∅ ∈ suc 1o
57 df-2o 6314 . . . . . . . . . . . . . 14 2o = suc 1o
5856, 57eleqtrri 2215 . . . . . . . . . . . . 13 ∅ ∈ 2o
5958a1i 9 . . . . . . . . . . . 12 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → ∅ ∈ 2o)
6054, 59ffvelrnd 5556 . . . . . . . . . . 11 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → (𝑓‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
6160adantr 274 . . . . . . . . . 10 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → (𝑓‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
6252, 61eqeltrrd 2217 . . . . . . . . 9 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
63 0ex 4055 . . . . . . . . . 10 ∅ ∈ V
64 djulclb 6940 . . . . . . . . . 10 (∅ ∈ V → (∅ ∈ 𝑢 ↔ (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o)))
6563, 64ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (∅ ∈ 𝑢 ↔ (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
6662, 65sylibr 133 . . . . . . . 8 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → ∅ ∈ 𝑢)
6766orcd 722 . . . . . . 7 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → (∅ ∈ 𝑢 ∨ ¬ ∅ ∈ 𝑢))
68 df-dc 820 . . . . . . 7 (DECID ∅ ∈ 𝑢 ↔ (∅ ∈ 𝑢 ∨ ¬ ∅ ∈ 𝑢))
6967, 68sylibr 133 . . . . . 6 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inl‘∅)) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
70 simpr 109 . . . . . . . . . . 11 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → (𝑓‘1o) = (inl‘∅))
7154adantr 274 . . . . . . . . . . . . 13 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → 𝑓:2o⟶(𝑢 ⊔ 1o))
72 1oex 6321 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1o ∈ V
7372prid2 3630 . . . . . . . . . . . . . . 15 1o ∈ {∅, 1o}
74 df2o3 6327 . . . . . . . . . . . . . . 15 2o = {∅, 1o}
7573, 74eleqtrri 2215 . . . . . . . . . . . . . 14 1o ∈ 2o
7675a1i 9 . . . . . . . . . . . . 13 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → 1o ∈ 2o)
7771, 76ffvelrnd 5556 . . . . . . . . . . . 12 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → (𝑓‘1o) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
7877adantr 274 . . . . . . . . . . 11 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → (𝑓‘1o) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
7970, 78eqeltrrd 2217 . . . . . . . . . 10 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
8079, 65sylibr 133 . . . . . . . . 9 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → ∅ ∈ 𝑢)
8180orcd 722 . . . . . . . 8 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → (∅ ∈ 𝑢 ∨ ¬ ∅ ∈ 𝑢))
8281, 68sylibr 133 . . . . . . 7 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inl‘∅)) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
83 simp-4r 531 . . . . . . . . . . . 12 ((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) → 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o))
84 djulcl 6936 . . . . . . . . . . . . 13 (∅ ∈ 𝑢 → (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
8584adantl 275 . . . . . . . . . . . 12 ((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) → (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o))
86 foelrn 5654 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o) ∧ (inl‘∅) ∈ (𝑢 ⊔ 1o)) → ∃𝑤 ∈ 2o (inl‘∅) = (𝑓𝑤))
8783, 85, 86syl2anc 408 . . . . . . . . . . 11 ((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) → ∃𝑤 ∈ 2o (inl‘∅) = (𝑓𝑤))
88 simplrr 525 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = ∅) → (inl‘∅) = (𝑓𝑤))
89 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = ∅) → 𝑤 = ∅)
9089fveq2d 5425 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = ∅) → (𝑓𝑤) = (𝑓‘∅))
91 simp-5r 533 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = ∅) → (𝑓‘∅) = (inr‘∅))
9288, 90, 913eqtrd 2176 . . . . . . . . . . . 12 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = ∅) → (inl‘∅) = (inr‘∅))
93 simplrr 525 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = 1o) → (inl‘∅) = (𝑓𝑤))
94 simpr 109 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = 1o) → 𝑤 = 1o)
9594fveq2d 5425 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = 1o) → (𝑓𝑤) = (𝑓‘1o))
96 simp-4r 531 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = 1o) → (𝑓‘1o) = (inr‘∅))
9793, 95, 963eqtrd 2176 . . . . . . . . . . . 12 ((((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) ∧ 𝑤 = 1o) → (inl‘∅) = (inr‘∅))
98 elpri 3550 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ {∅, 1o} → (𝑤 = ∅ ∨ 𝑤 = 1o))
9998, 74eleq2s 2234 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 ∈ 2o → (𝑤 = ∅ ∨ 𝑤 = 1o))
10099ad2antrl 481 . . . . . . . . . . . 12 (((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) → (𝑤 = ∅ ∨ 𝑤 = 1o))
10192, 97, 100mpjaodan 787 . . . . . . . . . . 11 (((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) ∧ (𝑤 ∈ 2o ∧ (inl‘∅) = (𝑓𝑤))) → (inl‘∅) = (inr‘∅))
10287, 101rexlimddv 2554 . . . . . . . . . 10 ((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) → (inl‘∅) = (inr‘∅))
103 djune 6963 . . . . . . . . . . . . 13 ((∅ ∈ V ∧ ∅ ∈ V) → (inl‘∅) ≠ (inr‘∅))
10463, 63, 103mp2an 422 . . . . . . . . . . . 12 (inl‘∅) ≠ (inr‘∅)
105104neii 2310 . . . . . . . . . . 11 ¬ (inl‘∅) = (inr‘∅)
106105a1i 9 . . . . . . . . . 10 ((((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) ∧ ∅ ∈ 𝑢) → ¬ (inl‘∅) = (inr‘∅))
107102, 106pm2.65da 650 . . . . . . . . 9 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) → ¬ ∅ ∈ 𝑢)
108107olcd 723 . . . . . . . 8 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) → (∅ ∈ 𝑢 ∨ ¬ ∅ ∈ 𝑢))
109108, 68sylibr 133 . . . . . . 7 (((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) ∧ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
110 simplr 519 . . . . . . . . . 10 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → 𝑢 ⊆ {∅})
111110, 13sseqtrrdi 3146 . . . . . . . . 9 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → 𝑢 ⊆ 1o)
112111adantr 274 . . . . . . . 8 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → 𝑢 ⊆ 1o)
113112, 77exmidfodomrlemeldju 7060 . . . . . . 7 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → ((𝑓‘1o) = (inl‘∅) ∨ (𝑓‘1o) = (inr‘∅)))
11482, 109, 113mpjaodan 787 . . . . . 6 ((((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) ∧ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
115111, 60exmidfodomrlemeldju 7060 . . . . . 6 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → ((𝑓‘∅) = (inl‘∅) ∨ (𝑓‘∅) = (inr‘∅)))
11669, 114, 115mpjaodan 787 . . . . 5 (((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) ∧ 𝑓:2oonto→(𝑢 ⊔ 1o)) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
1177, 8, 51, 116exlimdd 1844 . . . 4 ((∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) ∧ 𝑢 ⊆ {∅}) → DECID ∅ ∈ 𝑢)
118117ex 114 . . 3 (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → (𝑢 ⊆ {∅} → DECID ∅ ∈ 𝑢))
119118alrimiv 1846 . 2 (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → ∀𝑢(𝑢 ⊆ {∅} → DECID ∅ ∈ 𝑢))
120 df-exmid 4119 . 2 (EXMID ↔ ∀𝑢(𝑢 ⊆ {∅} → DECID ∅ ∈ 𝑢))
121119, 120sylibr 133 1 (∀𝑥𝑦((∃𝑧 𝑧𝑦𝑦𝑥) → ∃𝑓 𝑓:𝑥onto𝑦) → EXMID)
 Colors of variables: wff set class Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∨ wo 697  DECID wdc 819  ∀wal 1329   = wceq 1331  ∃wex 1468   ∈ wcel 1480   ≠ wne 2308  ∃wrex 2417  Vcvv 2686   ⊆ wss 3071  ∅c0 3363  {csn 3527  {cpr 3528   class class class wbr 3929  EXMIDwem 4118  suc csuc 4287  ωcom 4504  ⟶wf 5119  –onto→wfo 5121  ‘cfv 5123  1oc1o 6306  2oc2o 6307   ≈ cen 6632   ≼ cdom 6633   ⊔ cdju 6922  inlcinl 6930  inrcinr 6931 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 603  ax-in2 604  ax-io 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-13 1491  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2121  ax-coll 4043  ax-sep 4046  ax-nul 4054  ax-pow 4098  ax-pr 4131  ax-un 4355  ax-setind 4452  ax-iinf 4502 This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 820  df-3or 963  df-3an 964  df-tru 1334  df-fal 1337  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2002  df-mo 2003  df-clab 2126  df-cleq 2132  df-clel 2135  df-nfc 2270  df-ne 2309  df-ral 2421  df-rex 2422  df-reu 2423  df-rab 2425  df-v 2688  df-sbc 2910  df-csb 3004  df-dif 3073  df-un 3075  df-in 3077  df-ss 3084  df-nul 3364  df-pw 3512  df-sn 3533  df-pr 3534  df-op 3536  df-uni 3737  df-int 3772  df-iun 3815  df-br 3930  df-opab 3990  df-mpt 3991  df-tr 4027  df-exmid 4119  df-id 4215  df-iord 4288  df-on 4290  df-suc 4293  df-iom 4505  df-xp 4545  df-rel 4546  df-cnv 4547  df-co 4548  df-dm 4549  df-rn 4550  df-res 4551  df-ima 4552  df-iota 5088  df-fun 5125  df-fn 5126  df-f 5127  df-f1 5128  df-fo 5129  df-f1o 5130  df-fv 5131  df-1st 6038  df-2nd 6039  df-1o 6313  df-2o 6314  df-er 6429  df-en 6635  df-dom 6636  df-dju 6923  df-inl 6932  df-inr 6933  df-case 6969 This theorem is referenced by:  exmidfodomr  7065
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