Theorem grothprim 10245

Description: The Tarski-Grothendieck Axiom ax-groth 10234 expanded into set theory primitives using 163 symbols (allowing the defined symbols ∧, ∨, ↔, and ∃). An open problem is whether a shorter equivalent exists (when expanded to primitives). (Contributed by NM, 16-Apr-2007.)

Assertion

Ref	Expression
grothprim	⊢ ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))))

Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝑧,𝑤,𝑣,𝑢,𝑡,ℎ,𝑔

Proof of Theorem grothprim

Step	Hyp	Ref	Expression
1		axgroth4 10243	. 2 ⊢ ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
2		3anass 1092	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))))
3		dfss2 3901	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑤 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧))
4		elin 3897	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣) ↔ (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))
5	3, 4	imbi12i 354	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ (∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
6	5	albii 1821	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
7	6	rexbii 3210	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))
8		df-rex 3112	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)) ↔ ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))))
9	7, 8	bitri 278	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))))
10	9	ralbii 3133	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))))
11		df-ral 3111	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣))) ↔ ∀𝑧(𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))))
12	10, 11	bitri 278	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ↔ ∀𝑧(𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))))
13		dfss2 3901	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 ⊆ 𝑦 ↔ ∀𝑤(𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦))
14		vex 3444	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑦 ∈ V
15	14	difexi 5196	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 ∖ 𝑧) ∈ V
16		vex 3444	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑧 ∈ V
17		incom 4128	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑦 ∖ 𝑧) ∩ 𝑧) = (𝑧 ∩ (𝑦 ∖ 𝑧))
18		disjdif 4379	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑧 ∩ (𝑦 ∖ 𝑧)) = ∅
19	17, 18	eqtri 2821	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑦 ∖ 𝑧) ∩ 𝑧) = ∅
20	15, 16, 19	brdom6disj 9943	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ↔ ∃𝑤(∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤))
21	20	orbi1i 911	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (∃𝑤(∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
22		19.44v 1999	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∃𝑤((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (∃𝑤(∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
23	21, 22	bitr4i 281	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ ∃𝑤((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
24	13, 23	imbi12i 354	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ (∀𝑤(𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ∃𝑤((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
25		19.35 1878	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ (∀𝑤(𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ∃𝑤((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
26	24, 25	bitr4i 281	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
27		grothprimlem 10244	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ({𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ↔ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))))
28	27	mobii 2606	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ↔ ∃*𝑢∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))))
29		df-mo 2598	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (∃*𝑢∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) ↔ ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡))
30	28, 29	bitri 278	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ↔ ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡))
31	30	ralbii 3133	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ↔ ∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡))
32		df-ral 3111	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡) ↔ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)))
33	31, 32	bitri 278	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ↔ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)))
34		df-ral 3111	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤 ↔ ∀𝑣(𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧) → ∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤))
35		eldif 3891	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧) ↔ (𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ¬ 𝑣 ∈ 𝑧))
36		grothprimlem 10244	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ({𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤 ↔ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))
37	36	rexbii 3210	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤 ↔ ∃𝑢 ∈ 𝑧 ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))
38		df-rex 3112	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (∃𝑢 ∈ 𝑧 ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))) ↔ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))
39	37, 38	bitri 278	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤 ↔ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))
40	35, 39	imbi12i 354	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧) → ∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ↔ ((𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ¬ 𝑣 ∈ 𝑧) → ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))
41		pm5.6 999	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (((𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ¬ 𝑣 ∈ 𝑧) → ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))) ↔ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))))
42	40, 41	bitri 278	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧) → ∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ↔ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))))
43	42	albii 1821	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∀𝑣(𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧) → ∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ↔ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))))
44	34, 43	bitri 278	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤 ↔ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣)))))))
45	33, 44	anbi12i 629	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ↔ (∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))))
46		19.26 1871	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ↔ (∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ ∀𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))))
47	45, 46	bitr4i 281	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ↔ ∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))))
48	47	orbi1i 911	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦) ↔ (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))
49	48	imbi2i 339	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ ((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
50	49	exbii 1849	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → ((∀𝑣 ∈ 𝑧 ∃*𝑢{𝑣, 𝑢} ∈ 𝑤 ∧ ∀𝑣 ∈ (𝑦 ∖ 𝑧)∃𝑢 ∈ 𝑧 {𝑢, 𝑣} ∈ 𝑤) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
51	26, 50	bitri 278	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
52	51	albii 1821	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)) ↔ ∀𝑧∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))
53	12, 52	anbi12i 629	. . . . . 6 ⊢ ((∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ (∀𝑧(𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∀𝑧∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))))
54		19.26 1871	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ (∀𝑧(𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∀𝑧∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))))
55	53, 54	bitr4i 281	. . . . 5 ⊢ ((∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))))
56	55	anbi2i 625	. . . 4 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))))
57	2, 56	bitri 278	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))))
58	57	exbii 1849	. 2 ⊢ (∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑦 ∃𝑣 ∈ 𝑦 ∀𝑤(𝑤 ⊆ 𝑧 → 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ 𝑣)) ∧ ∀𝑧(𝑧 ⊆ 𝑦 → ((𝑦 ∖ 𝑧) ≼ 𝑧 ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))) ↔ ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦)))))
59	1, 58	mpbi 233	1 ⊢ ∃𝑦(𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑧((𝑧 ∈ 𝑦 → ∃𝑣(𝑣 ∈ 𝑦 ∧ ∀𝑤(∀𝑢(𝑢 ∈ 𝑤 → 𝑢 ∈ 𝑧) → (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ 𝑣)))) ∧ ∃𝑤((𝑤 ∈ 𝑧 → 𝑤 ∈ 𝑦) → (∀𝑣((𝑣 ∈ 𝑧 → ∃𝑡∀𝑢(∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑣 ∨ ℎ = 𝑢))) → 𝑢 = 𝑡)) ∧ (𝑣 ∈ 𝑦 → (𝑣 ∈ 𝑧 ∨ ∃𝑢(𝑢 ∈ 𝑧 ∧ ∃𝑔(𝑔 ∈ 𝑤 ∧ ∀ℎ(ℎ ∈ 𝑔 ↔ (ℎ = 𝑢 ∨ ℎ = 𝑣))))))) ∨ 𝑧 ∈ 𝑦))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   ∨ wo 844   ∧ w3a 1084  ∀wal 1536  ∃wex 1781   ∈ wcel 2111  ∃*wmo 2596  ∀wral 3106  ∃wrex 3107   ∖ cdif 3878   ∩ cin 3880   ⊆ wss 3881  ∅c0 4243  {cpr 4527   class class class wbr 5030   ≼ cdom 8490

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441  ax-reg 9040  ax-inf2 9088  ax-cc 9846  ax-ac2 9874  ax-groth 10234

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-ral 3111  df-rex 3112  df-reu 3113  df-rmo 3114  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-pss 3900  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-tp 4530  df-op 4532  df-uni 4801  df-int 4839  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5425  df-eprel 5430  df-po 5438  df-so 5439  df-fr 5478  df-se 5479  df-we 5480  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-pred 6116  df-ord 6162  df-on 6163  df-lim 6164  df-suc 6165  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-f1 6329  df-fo 6330  df-f1o 6331  df-fv 6332  df-isom 6333  df-riota 7093  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-om 7561  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-wrecs 7930  df-recs 7991  df-rdg 8029  df-1o 8085  df-2o 8086  df-oadd 8089  df-er 8272  df-map 8391  df-en 8493  df-dom 8494  df-sdom 8495  df-fin 8496  df-oi 8958  df-dju 9314  df-card 9352  df-acn 9355  df-ac 9527

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