Theorem epfrs 9703

Description: The strong form of the Axiom of Regularity (no sethood requirement on 𝐴), with the axiom itself present as an antecedent. See also zfregs 9704. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Mar-2013.)

Assertion

Ref	Expression
epfrs	⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem epfrs

Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		n0 4307	. . 3 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧 ∈ 𝐴)
2		snssi 4753	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
3	2	anim2i 629	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴))
4		ssin 4191	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦 ∩ 𝐴))
5		vex 3461	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑧 ∈ V
6	5	snss 4752	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦 ∩ 𝐴))
7	4, 6	bitr4i 281	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ 𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴))
8	3, 7	sylib 221	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴))
9	8	ne0d 4295	. . . . . . . . 9 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅)
10		inss2 4190	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴
11		vex 3461	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑦 ∈ V
12	11	inex1 5288	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∩ 𝐴) ∈ V
13	12	epfrc 5648	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
14	10, 13	mp3an2 1478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
15		elin 3922	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴))
16	15	anbi1i 636	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅))
17		anass 474	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
18	16, 17	bitri 278	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
19		n0 4307	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴))
20		elinel1 4154	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → 𝑤 ∈ 𝑥)
21	20	ancri 559	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)))
22		trel 5228	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑤 ∈ 𝑦))
23		inass 4180	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝐴 ∩ 𝑥))
24		incom 4162	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ⊢ (𝐴 ∩ 𝑥) = (𝑥 ∩ 𝐴)
25	24	ineq2i 4170	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ (𝑦 ∩ (𝐴 ∩ 𝑥)) = (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴))
26	23, 25	eqtri 2788	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴))
27	26	eleq2i 2857	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ↔ 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴)))
28		elin 3922	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴)) ↔ (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)))
29	27, 28	bitr2i 279	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) ↔ 𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥))
30		ne0i 4294	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
31	29, 30	sylbi 220	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
32	31	ex 418	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (𝑤 ∈ 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
33	22, 32	syl6 36	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
34	33	expd 421	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
35	34	com34 92	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ 𝑥 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
36	35	impd 416	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
37	21, 36	syl5 35	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
38	37	exlimdv 1966	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (Tr 𝑦 → (∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
39	19, 38	biimtrid 245	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
40	39	com23 87	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
41	40	imp 412	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
42	41	necon4d 2984	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
43	42	anim2d 624	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
44	43	expimpd 459	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
45	18, 44	biimtrid 245	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
46	45	reximdv2 3177	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Tr 𝑦 → (∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
47	14, 46	syl5 35	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Tr 𝑦 → (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
48	47	expcomd 422	. . . . . . . . 9 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
49	9, 48	syl5 35	. . . . . . . 8 ⊢ (Tr 𝑦 → (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
50	49	expd 421	. . . . . . 7 ⊢ (Tr 𝑦 → ({𝑧} ⊆ 𝑦 → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))))
51	50	impcom 413	. . . . . 6 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦) → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
52	51	3adant3 1150	. . . . 5 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦 ⊆ 𝑤)) → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
53		vsnex 5408	. . . . . 6 ⊢ {𝑧} ∈ V
54	53	tz9.1 9701	. . . . 5 ⊢ ∃𝑦({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦 ⊆ 𝑤))
55	52, 54	exlimiiv 1964	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
56	55	exlimiv 1963	. . 3 ⊢ (∃𝑧 𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
57	1, 56	sylbi 220	. 2 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
58	57	impcom 413	1 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∃wrex 3091   ∩ cin 3905   ⊆ wss 3906  ∅c0 4286  {csn 4591  Tr wtr 5220   E cep 5562   Fr wfr 5613

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pr 5406  ax-un 7738  ax-inf2 9613

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7419  df-om 7865  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399

This theorem is used by:  zfregs  9704