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Theorem grumnudlem 45109
Description: Lemma for grumnud 45110. (Contributed by Rohan Ridenour, 13-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
grumnudlem.1 𝑀 = {𝑘 ∣ ∀𝑙𝑘 (𝒫 𝑙𝑘 ∧ ∀𝑚𝑛𝑘 (𝒫 𝑙𝑛 ∧ ∀𝑝𝑙 (∃𝑞𝑘 (𝑝𝑞𝑞𝑚) → ∃𝑟𝑚 (𝑝𝑟 𝑟𝑛))))}
grumnudlem.2 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
grumnudlem.3 𝐹 = ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑( 𝑑 = 𝑐𝑑𝑓𝑏𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺))
grumnudlem.4 ((𝑖𝐺𝐺) → (𝑖𝐹 ↔ ∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
grumnudlem.5 (( ∈ (𝐹 Coll 𝑧) ∧ ( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
Assertion
Ref Expression
grumnudlem (𝜑𝐺𝑀)
Distinct variable groups:   𝜑,𝑧,𝑓,,𝑗   𝑧,𝐺   𝑓,,𝑗,𝐺   𝜑,𝑓,,𝑖,𝑗   𝑢,,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, , 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 (𝜑𝐺 ∈ Univ)
2 gruss 10805 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧𝐺𝑎𝑧) → 𝑎𝐺)
31, 2syl3an1 1181 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧𝐺𝑎𝑧) → 𝑎𝐺)
433expia 1139 . . . . . 6 ((𝜑𝑧𝐺) → (𝑎𝑧𝑎𝐺))
54alrimiv 1960 . . . . 5 ((𝜑𝑧𝐺) → ∀𝑎(𝑎𝑧𝑎𝐺))
6 pwss 4581 . . . . 5 (𝒫 𝑧𝐺 ↔ ∀𝑎(𝑎𝑧𝑎𝐺))
75, 6sylibr 237 . . . 4 ((𝜑𝑧𝐺) → 𝒫 𝑧𝐺)
8 ssun1 4124 . . . . . . . . 9 𝒫 𝑧 ⊆ (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))
9 simp3 1156 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) → 𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)))
108, 9sseqtrrid 3974 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) → 𝒫 𝑧𝑤)
11 simp1l3 1287 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)))
12 simp1r 1217 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑖𝑧)
13 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (( = 𝑣𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = 𝑣)
1413unieqd 4880 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (( = 𝑣𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = 𝑣)
15 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (( = 𝑣𝑗 = 𝑣) → = 𝑣)
1614, 15eqtr4d 2798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (( = 𝑣𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = )
1716adantll 727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = )
18 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗 = 𝑣)
19 simpll3 1233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → (𝑖𝑣𝑣𝑓))
2019simprd 501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑣𝑓)
2118, 20eqeltrd 2860 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑗𝑓)
2219simpld 500 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑖𝑣)
2322, 18eleqtrrd 2863 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → 𝑖𝑗)
2417, 21, 233jca 1146 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) ∧ 𝑗 = 𝑣) → ( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗))
25 simpl2 1211 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) → 𝑣𝐺)
2624, 25rr-spce 45042 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ = 𝑣) → ∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗))
27 simp1l1 1285 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝜑)
2827, 1syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝐺 ∈ Univ)
29 simp2 1155 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑣𝐺)
30 gruuni 10809 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑣𝐺) → 𝑣𝐺)
3128, 29, 30syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑣𝐺)
3226, 31rspcime 3581 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃𝐺𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗))
33 simpl1 1210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → 𝜑)
3433, 1syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → 𝐺 ∈ Univ)
35 simpl2 1211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → 𝑧𝐺)
36 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → 𝑖𝑧)
37 gruel 10812 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧𝐺𝑖𝑧) → 𝑖𝐺)
3834, 35, 36, 37syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → 𝑖𝐺)
39383ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑖𝐺)
40 grumnudlem.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑖𝐺𝐺) → (𝑖𝐹 ↔ ∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
4139, 40sylan 592 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ 𝐺) → (𝑖𝐹 ↔ ∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
4241rexbidva 3184 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → (∃𝐺 𝑖𝐹 ↔ ∃𝐺𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
4332, 42mpbird 260 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃𝐺 𝑖𝐹)
44 rexex 3092 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∃𝐺 𝑖𝐹 → ∃ 𝑖𝐹)
4543, 44syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃ 𝑖𝐹)
4612, 45cpcoll2d 45083 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)𝑖𝐹)
4728adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝐺 ∈ Univ)
48353ad2ant1 1151 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑧𝐺)
4948adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝑧𝐺)
501adantr 486 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑧𝐺) → 𝐺 ∈ Univ)
51 grumnudlem.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝐹 = ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑( 𝑑 = 𝑐𝑑𝑓𝑏𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺))
52 inss2 4183 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑( 𝑑 = 𝑐𝑑𝑓𝑏𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺)) ⊆ (𝐺 × 𝐺)
5351, 52eqsstri 3977 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝐹 ⊆ (𝐺 × 𝐺)
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑧𝐺) → 𝐹 ⊆ (𝐺 × 𝐺))
55 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑𝑧𝐺) → 𝑧𝐺)
5650, 54, 55grucollcld 45084 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑𝑧𝐺) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
5727, 49, 56syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
58 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ∈ (𝐹 Coll 𝑧))
59 gruel 10812 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝐺)
6047, 57, 58, 59syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → 𝐺)
6139, 60, 40syl2an2r 698 . . . . . . . . . . . . . 14 (((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) ∧ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝑖𝐹 ↔ ∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
6261rexbidva 3184 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → (∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)𝑖𝐹 ↔ ∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)))
6346, 62mpbid 235 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗))
64 rexcom4 3289 . . . . . . . . . . . . 13 (∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗) ↔ ∃𝑗 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗))
65 grumnudlem.5 . . . . . . . . . . . . . . 15 (( ∈ (𝐹 Coll 𝑧) ∧ ( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗)) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6665rexlimiva 3155 . . . . . . . . . . . . . 14 (∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6766exlimiv 1963 . . . . . . . . . . . . 13 (∃𝑗 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6864, 67sylbi 220 . . . . . . . . . . . 12 (∃ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)∃𝑗( 𝑗 = 𝑗𝑓𝑖𝑗) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6963, 68syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 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)) → 𝑢𝑤)
7675ex 418 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)) → ( 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧) → 𝑢𝑤))
7776anim2d 624 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)) → ((𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
7877reximdv 3177 . . . . . . . . . . 11 (𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)) → (∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
7911, 69, 78sylc 66 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) ∧ 𝑣𝐺 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))
8079rexlimdv3a 3167 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) ∧ 𝑖𝑧) → (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
8180ralrimiva 3154 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) → ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
8210, 81jca 521 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧𝐺𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) → (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
83823expa 1136 . . . . . 6 (((𝜑𝑧𝐺) ∧ 𝑤 = (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧))) → (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
84 grupw 10804 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧𝐺) → 𝒫 𝑧𝐺)
851, 84sylan 592 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧𝐺) → 𝒫 𝑧𝐺)
86 gruuni 10809 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
871, 56, 86syl2an2r 698 . . . . . . 7 ((𝜑𝑧𝐺) → (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺)
88 gruun 10815 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝒫 𝑧𝐺 (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
8950, 85, 87, 88syl3anc 1398 . . . . . 6 ((𝜑𝑧𝐺) → (𝒫 𝑧 (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
9083, 89rspcime 3581 . . . . 5 ((𝜑𝑧𝐺) → ∃𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
9190alrimiv 1960 . . . 4 ((𝜑𝑧𝐺) → ∀𝑓𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
927, 91jca 521 . . 3 ((𝜑𝑧𝐺) → (𝒫 𝑧𝐺 ∧ ∀𝑓𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
9392ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑧𝐺 (𝒫 𝑧𝐺 ∧ ∀𝑓𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
94 grumnudlem.1 . . . 4 𝑀 = {𝑘 ∣ ∀𝑙𝑘 (𝒫 𝑙𝑘 ∧ ∀𝑚𝑛𝑘 (𝒫 𝑙𝑛 ∧ ∀𝑝𝑙 (∃𝑞𝑘 (𝑝𝑞𝑞𝑚) → ∃𝑟𝑚 (𝑝𝑟 𝑟𝑛))))}
9594ismnu 45085 . . 3 (𝐺 ∈ Univ → (𝐺𝑀 ↔ ∀𝑧𝐺 (𝒫 𝑧𝐺 ∧ ∀𝑓𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))))
961, 95syl 18 . 2 (𝜑 → (𝐺𝑀 ↔ ∀𝑧𝐺 (𝒫 𝑧𝐺 ∧ ∀𝑓𝑤𝐺 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝐺 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))))
9793, 96mpbird 260 1 (𝜑𝐺𝑀)
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 2738  wral 3076  wrex 3086  cun 3897  cin 3898  wss 3899  𝒫 cpw 4557   cuni 4867   class class class wbr 5103  {copab 5167   × cxp 5653  Univcgru 10799   Coll ccoll 45074
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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-reg 9564  ax-inf2 9620  ax-ac2 10465
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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-map 8828  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-tc 9714  df-r1 9746  df-rank 9747  df-scott 9868  df-card 9944  df-cf 9946  df-acn 9947  df-ac 10119  df-wina 10693  df-ina 10694  df-gru 10800  df-coll 45075
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