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Theorem grumnudlem 45254
Description: Lemma for grumnud 45255. (Contributed by Rohan Ridenour, 13-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
grumnudlem.1 𝑀 = {𝑘 ∣ ∀𝑙 ∈ 𝑘 (𝒫 𝑙 ⊆ 𝑘 ∧ ∀𝑚∃𝑛 ∈ 𝑘 (𝒫 𝑙 ⊆ 𝑛 ∧ ∀𝑝 ∈ 𝑙 (∃𝑞 ∈ 𝑘 (𝑝 ∈ 𝑞 ∧ 𝑞 ∈ 𝑚) → ∃𝑟 ∈ 𝑚 (𝑝 ∈ 𝑟 ∧ ∪ 𝑟 ⊆ 𝑛))))}
grumnudlem.2 (𝜑 → 𝐺 ∈ Univ)
grumnudlem.3 𝐹 = ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑(∪ 𝑑 = 𝑐 ∧ 𝑑 ∈ 𝑓 ∧ 𝑏 ∈ 𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺))
grumnudlem.4 ((𝑖 ∈ 𝐺 ∧ ℎ ∈ 𝐺) → (𝑖𝐹ℎ ↔ ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
grumnudlem.5 ((ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧) ∧ (∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
Assertion
Ref Expression
grumnudlem (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑀)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑧,𝑓,ℎ,𝑗   𝑧,𝐺   𝑓,ℎ,𝑗,𝐺   𝜑,𝑓,ℎ,𝑖,𝑗   𝑢,ℎ,𝑖,𝑗,𝐹   𝑧,𝑖,𝑘,𝑚,𝑛,𝑞,𝑝,𝑙,𝑓,𝐺   𝑧,𝑢,𝑟,𝑓,𝑘,𝑚,𝑛,𝐺,𝑝,𝑙,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑢, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑟, 𝑞, 𝑝, 𝑏, 𝑐, 𝑑, 𝑙)   𝐹(𝑧, 𝑓, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑟, 𝑞, 𝑝, 𝑏, 𝑐, 𝑑, 𝑙)   𝐺(𝑏, 𝑐, 𝑑)   𝑀(𝑧, 𝑢, 𝑓, ℎ, 𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑟, 𝑞, 𝑝, 𝑏, 𝑐, 𝑑, 𝑙)

Proof of Theorem grumnudlem
Dummy variables 𝑎 𝑤 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 grumnudlem.2 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐺 ∈ Univ)
2 gruss 10874 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑎 ⊆ 𝑧) → 𝑎 ∈ 𝐺)
31, 2syl3an1 1181 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑎 ⊆ 𝑧) → 𝑎 ∈ 𝐺)
433expia 1139 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝑎 ⊆ 𝑧 → 𝑎 ∈ 𝐺))
54alrimiv 1960 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∀𝑎(𝑎 ⊆ 𝑧 → 𝑎 ∈ 𝐺))
6 pwss 4581 . . . . 5 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ↔ ∀𝑎(𝑎 ⊆ 𝑧 → 𝑎 ∈ 𝐺))
75, 6sylibr 237 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺)
8 ssun1 4124 . . . . . . . . 9 𝒫 𝑧 ⊆ (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))
9 simp3 1156 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) → 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)))
108, 9sseqtrrid 3974 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) → 𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤)
11 simp1l3 1287 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)))
12 simp1r 1217 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝑖 ∈ 𝑧)
13 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = 𝑣)
1413unieqd 4880 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → ∪ 𝑗 = ∪ 𝑣)
15 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → ℎ = ∪ 𝑣)
1614, 15eqtr4d 2799 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → ∪ 𝑗 = ℎ)
1716adantll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → ∪ 𝑗 = ℎ)
18 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = 𝑣)
19 simpll3 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓))
2019simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑣 ∈ 𝑓)
2118, 20eqeltrd 2861 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗 ∈ 𝑓)
2219simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑖 ∈ 𝑣)
2322, 18eleqtrrd 2864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑖 ∈ 𝑗)
2417, 21, 233jca 1146 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → (∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗))
25 simpl2 1211 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) → 𝑣 ∈ 𝐺)
2624, 25rr-spce 45187 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ = ∪ 𝑣) → ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗))
27 simp1l1 1285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝜑)
2827, 1syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝐺 ∈ Univ)
29 simp2 1155 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝑣 ∈ 𝐺)
30 gruuni 10878 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑣 ∈ 𝐺) → ∪ 𝑣 ∈ 𝐺)
3128, 29, 30syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∪ 𝑣 ∈ 𝐺)
3226, 31rspcime 3582 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃ℎ ∈ 𝐺 ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗))
33 simpl1 1210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝜑)
3433, 1syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝐺 ∈ Univ)
35 simpl2 1211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝑧 ∈ 𝐺)
36 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝑖 ∈ 𝑧)
37 gruel 10881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝑖 ∈ 𝐺)
3834, 35, 36, 37syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝑖 ∈ 𝐺)
39383ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝑖 ∈ 𝐺)
40 grumnudlem.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑖 ∈ 𝐺 ∧ ℎ ∈ 𝐺) → (𝑖𝐹ℎ ↔ ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
4139, 40sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ 𝐺) → (𝑖𝐹ℎ ↔ ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
4241rexbidva 3185 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → (∃ℎ ∈ 𝐺 𝑖𝐹ℎ ↔ ∃ℎ ∈ 𝐺 ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
4332, 42mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃ℎ ∈ 𝐺 𝑖𝐹ℎ)
44 rexex 3093 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∃ℎ ∈ 𝐺 𝑖𝐹ℎ → ∃ℎ 𝑖𝐹ℎ)
4543, 44syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃ℎ 𝑖𝐹ℎ)
4612, 45cpcoll2d 45228 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)𝑖𝐹ℎ)
4728adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝐺 ∈ Univ)
48353ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → 𝑧 ∈ 𝐺)
4948adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝑧 ∈ 𝐺)
501adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
51 grumnudlem.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝐹 = ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑(∪ 𝑑 = 𝑐 ∧ 𝑑 ∈ 𝑓 ∧ 𝑏 ∈ 𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺))
52 inss2 4183 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑(∪ 𝑑 = 𝑐 ∧ 𝑑 ∈ 𝑓 ∧ 𝑏 ∈ 𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺)) ⊆ (𝐺 × 𝐺)
5351, 52eqsstri 3977 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝐹 ⊆ (𝐺 × 𝐺)
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝐹 ⊆ (𝐺 × 𝐺))
55 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝑧 ∈ 𝐺)
5650, 54, 55grucollcld 45229 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
5727, 49, 56syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
58 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧))
59 gruel 10881 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺 ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ℎ ∈ 𝐺)
6047, 57, 58, 59syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ℎ ∈ 𝐺)
6139, 60, 40syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝑖𝐹ℎ ↔ ∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
6261rexbidva 3185 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → (∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)𝑖𝐹ℎ ↔ ∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)))
6346, 62mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗))
64 rexcom4 3290 . . . . . . . . . . . . 13 (∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗) ↔ ∃𝑗∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗))
65 grumnudlem.5 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧) ∧ (∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗)) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6665rexlimiva 3156 . . . . . . . . . . . . . 14 (∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6766exlimiv 1963 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑗∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6864, 67sylbi 220 . . . . . . . . . . . 12 (∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6963, 68syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
70 elssuni 4899 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧) → ∪ 𝑢 ⊆ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))
71 ssun2 4125 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ⊆ (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))
7270, 71sstrdi 3943 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧) → ∪ 𝑢 ⊆ (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)))
7372adantl 487 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ∪ 𝑢 ⊆ (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)))
74 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)))
7573, 74sseqtrrd 3968 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)
7675ex 418 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) → (∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧) → ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))
7776anim2d 624 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) → ((𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))
7877reximdv 3178 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) → (∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))
7911, 69, 78sylc 66 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) ∧ 𝑣 ∈ 𝐺 ∧ (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓)) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))
8079rexlimdv3a 3168 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))
8180ralrimiva 3155 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) → ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))
8210, 81jca 521 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) → (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))
83823expa 1136 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))) → (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))
84 grupw 10873 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺)
851, 84sylan 592 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺)
86 gruuni 10878 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺) → ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
871, 56, 86syl2an2r 698 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
88 gruun 10884 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
8950, 85, 87, 88syl3anc 1398 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
9083, 89rspcime 3582 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))
9190alrimiv 1960 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∀𝑓∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))
927, 91jca 521 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ∧ ∀𝑓∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))))
9392ralrimiva 3155 . 2 (𝜑 → ∀𝑧 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ∧ ∀𝑓∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤)))))
94 grumnudlem.1 . . . 4 𝑀 = {𝑘 ∣ ∀𝑙 ∈ 𝑘 (𝒫 𝑙 ⊆ 𝑘 ∧ ∀𝑚∃𝑛 ∈ 𝑘 (𝒫 𝑙 ⊆ 𝑛 ∧ ∀𝑝 ∈ 𝑙 (∃𝑞 ∈ 𝑘 (𝑝 ∈ 𝑞 ∧ 𝑞 ∈ 𝑚) → ∃𝑟 ∈ 𝑚 (𝑝 ∈ 𝑟 ∧ ∪ 𝑟 ⊆ 𝑛))))}
9594ismnu 45230 . . 3 (𝐺 ∈ Univ → (𝐺 ∈ 𝑀 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ∧ ∀𝑓∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))))
961, 95syl 18 . 2 (𝜑 → (𝐺 ∈ 𝑀 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ∧ ∀𝑓∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))))
9793, 96mpbird 260 1 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑀)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145  {cab 2739  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  𝒫 cpw 4557  ∪ cuni 4867   class class class wbr 5103  {copab 5167   × cxp 5649  Univcgru 10868   Coll ccoll 45219
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-reg 9579  ax-inf2 9635  ax-ac2 10534
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-er 8710  df-map 8842  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-tc 9729  df-r1 9761  df-rank 9762  df-scott 9922  df-card 10013  df-cf 10015  df-acn 10016  df-ac 10188  df-wina 10762  df-ina 10763  df-gru 10869  df-coll 45220
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