Theorem grothac 10954

Description: The Tarski-Grothendieck Axiom implies the Axiom of Choice (in the form of cardeqv 10586). This can be put in a more conventional form via ween 10153 and dfac8 10253. Note that the mere existence of strongly inaccessible cardinals doesn't imply AC, but rather the particular form of the Tarski-Grothendieck axiom (see https://fomarchive.ugent.be/2008-March/012783.html 10253). (Contributed by Mario Carneiro, 19-Apr-2013.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
grothac	⊢ dom card = V

Proof of Theorem grothac

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pweq 4574	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → 𝒫 𝑥 = 𝒫 𝑦)
2	1	sseq1d 3944	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ↔ 𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢))
3	1	eleq1d 2849	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝒫 𝑥 ∈ 𝑢 ↔ 𝒫 𝑦 ∈ 𝑢))
4	2, 3	anbi12d 644	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢) ↔ (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑦 ∈ 𝑢)))
5	4	rspcva 3578	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑢 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑢 (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)) → (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑦 ∈ 𝑢))
6	5	simpld 500	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑢 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑢 (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)) → 𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢)
7		rabss 3998	. . . . . . 7 ⊢ ({𝑥 ∈ 𝒫 𝑢 ∣ 𝑥 ≺ 𝑢} ⊆ 𝑢 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑢(𝑥 ≺ 𝑢 → 𝑥 ∈ 𝑢))
8	7	biimpri 231	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑢(𝑥 ≺ 𝑢 → 𝑥 ∈ 𝑢) → {𝑥 ∈ 𝒫 𝑢 ∣ 𝑥 ≺ 𝑢} ⊆ 𝑢)
9		vex 3458	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑦 ∈ V
10	9	canth2 9187	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑦 ≺ 𝒫 𝑦
11		sdomdom 9045	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ≺ 𝒫 𝑦 → 𝑦 ≼ 𝒫 𝑦)
12	10, 11	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑦 ≼ 𝒫 𝑦
13		ssdomg 9065	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑢 ∈ V → (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 → 𝒫 𝑦 ≼ 𝑢))
14	13	elv 3459	. . . . . . . 8 ⊢ (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 → 𝒫 𝑦 ≼ 𝑢)
15		domtr 9072	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ≼ 𝒫 𝑦 ∧ 𝒫 𝑦 ≼ 𝑢) → 𝑦 ≼ 𝑢)
16	12, 14, 15	sylancr 599	. . . . . . 7 ⊢ (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 → 𝑦 ≼ 𝑢)
17		vex 3458	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑢 ∈ V
18		tskwe 10068	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑢 ∈ V ∧ {𝑥 ∈ 𝒫 𝑢 ∣ 𝑥 ≺ 𝑢} ⊆ 𝑢) → 𝑢 ∈ dom card)
19	17, 18	mpan 703	. . . . . . 7 ⊢ ({𝑥 ∈ 𝒫 𝑢 ∣ 𝑥 ≺ 𝑢} ⊆ 𝑢 → 𝑢 ∈ dom card)
20		numdom 10156	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑢 ∈ dom card ∧ 𝑦 ≼ 𝑢) → 𝑦 ∈ dom card)
21	20	expcom 419	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ≼ 𝑢 → (𝑢 ∈ dom card → 𝑦 ∈ dom card))
22	16, 19, 21	syl2im 41	. . . . . 6 ⊢ (𝒫 𝑦 ⊆ 𝑢 → ({𝑥 ∈ 𝒫 𝑢 ∣ 𝑥 ≺ 𝑢} ⊆ 𝑢 → 𝑦 ∈ dom card))
23	6, 8, 22	syl2im 41	. . . . 5 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑢 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑢 (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)) → (∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑢(𝑥 ≺ 𝑢 → 𝑥 ∈ 𝑢) → 𝑦 ∈ dom card))
24	23	3impia 1135	. . . 4 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝑢 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑢 (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑢(𝑥 ≺ 𝑢 → 𝑥 ∈ 𝑢)) → 𝑦 ∈ dom card)
25		axgroth6 10952	. . . 4 ⊢ ∃𝑢(𝑦 ∈ 𝑢 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑢 (𝒫 𝑥 ⊆ 𝑢 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝒫 𝑢(𝑥 ≺ 𝑢 → 𝑥 ∈ 𝑢))
26	24, 25	exlimiiv 1966	. . 3 ⊢ 𝑦 ∈ dom card
27	26, 9	2th 267	. 2 ⊢ (𝑦 ∈ dom card ↔ 𝑦 ∈ V)
28	27	eqriv 2760	1 ⊢ dom card = V

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  𝒫 cpw 4560   class class class wbr 5108  dom cdm 5658   ≼ cdom 9009   ≺ csdm 9010  cardccrd 10053

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-groth 10947

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-card 10057

This theorem is used by:  axgroth3  10955