Theorem fin2i2 10399

Description: A II-finite set contains minimal elements for every nonempty chain. (Contributed by Mario Carneiro, 16-May-2015.)

Assertion

Ref	Expression
fin2i2	⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → ∩ 𝐵 ∈ 𝐵)

Proof of Theorem fin2i2

Dummy variables 𝑐 𝑚 𝑛 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simplr 781	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴)
2		simpll 779	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → 𝐴 ∈ FinII)
3		ssrab2 4005	. . . . . 6 ⊢ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ⊆ 𝒫 𝐴
4	3	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ⊆ 𝒫 𝐴)
5		simprl 783	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → 𝐵 ≠ ∅)
6		fin23lem7 10397	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ≠ ∅)
7	2, 1, 5, 6	syl3anc 1398	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ≠ ∅)
8		sorpsscmpl 7750	. . . . . 6 ⊢ ( [⊊] Or 𝐵 → [⊊] Or {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵})
9	8	ad2antll 742	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → [⊊] Or {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵})
10		fin2i 10376	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ ({𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ≠ ∅ ∧ [⊊] Or {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵})) → ∪ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵})
11	2, 4, 7, 9, 10	syl22anc 852	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → ∪ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵})
12		sorpssuni 7748	. . . . 5 ⊢ ( [⊊] Or {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} → (∃𝑚 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}∀𝑛 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ¬ 𝑚 ⊊ 𝑛 ↔ ∪ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}))
13	9, 12	syl 18	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → (∃𝑚 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}∀𝑛 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ¬ 𝑚 ⊊ 𝑛 ↔ ∪ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}))
14	11, 13	mpbird 260	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → ∃𝑚 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}∀𝑛 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ¬ 𝑚 ⊊ 𝑛)
15		psseq2 4018	. . . 4 ⊢ (𝑧 = (𝐴 ∖ 𝑚) → (𝑤 ⊊ 𝑧 ↔ 𝑤 ⊊ (𝐴 ∖ 𝑚)))
16		psseq2 4018	. . . 4 ⊢ (𝑛 = (𝐴 ∖ 𝑤) → (𝑚 ⊊ 𝑛 ↔ 𝑚 ⊊ (𝐴 ∖ 𝑤)))
17		pssdifcom2 4445	. . . 4 ⊢ ((𝑚 ⊆ 𝐴 ∧ 𝑤 ⊆ 𝐴) → (𝑤 ⊊ (𝐴 ∖ 𝑚) ↔ 𝑚 ⊊ (𝐴 ∖ 𝑤)))
18	15, 16, 17	fin23lem11 10398	. . 3 ⊢ (𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴 → (∃𝑚 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵}∀𝑛 ∈ {𝑐 ∈ 𝒫 𝐴 ∣ (𝐴 ∖ 𝑐) ∈ 𝐵} ¬ 𝑚 ⊊ 𝑛 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑤 ∈ 𝐵 ¬ 𝑤 ⊊ 𝑧))
19	1, 14, 18	sylc 66	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → ∃𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑤 ∈ 𝐵 ¬ 𝑤 ⊊ 𝑧)
20		sorpssint 7749	. . 3 ⊢ ( [⊊] Or 𝐵 → (∃𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑤 ∈ 𝐵 ¬ 𝑤 ⊊ 𝑧 ↔ ∩ 𝐵 ∈ 𝐵))
21	20	ad2antll 742	. 2 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → (∃𝑧 ∈ 𝐵 ∀𝑤 ∈ 𝐵 ¬ 𝑤 ⊊ 𝑧 ↔ ∩ 𝐵 ∈ 𝐵))
22	19, 21	mpbid 235	1 ⊢ (((𝐴 ∈ FinII ∧ 𝐵 ⊆ 𝒫 𝐴) ∧ (𝐵 ≠ ∅ ∧ [⊊] Or 𝐵)) → ∩ 𝐵 ∈ 𝐵)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∈ wcel 2144   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  {crab 3412   ⊆ wss 3895   ⊊ wpss 4013   ∖ cdif 4045  ∅c0 4278  𝒫 cpw 4556  ∪ cuni 4866  ∩ cint 4906   Or wor 5557   [⊊] crpss 7738  Fin^IIcfin2 10360

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3413  df-v 3452  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-br 5103  df-opab 5167  df-po 5558  df-so 5559  df-xp 5656  df-rel 5657  df-rpss 7739  df-fin2 10367

This theorem is used by:  isfin2-2  10400  fin23lem40  10432  fin2so  38623