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Theorem grumnudlem 45530
Description: Lemma for grumnud 45531. (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 10920 . . . . . . . 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 1962 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∀𝑎(𝑎 ⊆ 𝑧 → 𝑎 ∈ 𝐺))
6 pwss 4585 . . . . 5 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺 ↔ ∀𝑎(𝑎 ⊆ 𝑧 → 𝑎 ∈ 𝐺))
75, 6sylibr 237 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ⊆ 𝐺)
8 ssun1 4179 . . . . . . . . 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 3956 . . . . . . . 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 4885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → ∪ 𝑗 = ∪ 𝑣)
15 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((ℎ = ∪ 𝑣 ∧ 𝑗 = 𝑣) → ℎ = ∪ 𝑣)
1614, 15eqtr4d 2801 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2864 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2867 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 45463 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10924 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3585 . . . . . . . . . . . . . . . 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 10927 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ 𝑖 ∈ 𝑧) → 𝑖 ∈ 𝐺)
3834, 35, 36, 37syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 3188 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3096 . . . . . . . . . . . . . . 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 45504 . . . . . . . . . . . . 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 4137 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ({⟨𝑏, 𝑐⟩ ∣ ∃𝑑(∪ 𝑑 = 𝑐 ∧ 𝑑 ∈ 𝑓 ∧ 𝑏 ∈ 𝑑)} ∩ (𝐺 × 𝐺)) ⊆ (𝐺 × 𝐺)
5351, 52eqsstri 3959 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 45505 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 10927 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Univ ∧ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺 ∧ ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)) → ℎ ∈ 𝐺)
6047, 57, 58, 59syl3anc 1399 . . . . . . . . . . . . . . 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 3188 . . . . . . . . . . . . 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 3293 . . . . . . . . . . . . 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 3159 . . . . . . . . . . . . . 14 (∃ℎ ∈ (𝐹 Coll 𝑧)(∪ 𝑗 = ℎ ∧ 𝑗 ∈ 𝑓 ∧ 𝑖 ∈ 𝑗) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧)))
6766exlimiv 1965 . . . . . . . . . . . . 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 4904 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (∪ 𝑢 ∈ (𝐹 Coll 𝑧) → ∪ 𝑢 ⊆ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))
71 ssun2 4180 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ⊆ (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧))
7270, 71sstrdi 3925 . . . . . . . . . . . . . . . 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 3950 . . . . . . . . . . . . . 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 3181 . . . . . . . . . . 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 3171 . . . . . . . . 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 3158 . . . . . . . 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 10919 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺)
851, 84sylan 592 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺)
86 gruuni 10924 . . . . . . . 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 10930 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Univ ∧ 𝒫 𝑧 ∈ 𝐺 ∧ ∪ (𝐹 Coll 𝑧) ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
8950, 85, 87, 88syl3anc 1399 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝒫 𝑧 ∪ ∪ (𝐹 Coll 𝑧)) ∈ 𝐺)
9083, 89rspcime 3585 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → ∃𝑤 ∈ 𝐺 (𝒫 𝑧 ⊆ 𝑤 ∧ ∀𝑖 ∈ 𝑧 (∃𝑣 ∈ 𝐺 (𝑖 ∈ 𝑣 ∧ 𝑣 ∈ 𝑓) → ∃𝑢 ∈ 𝑓 (𝑖 ∈ 𝑢 ∧ ∪ 𝑢 ⊆ 𝑤))))
9190alrimiv 1962 . . . 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 3158 . 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 45506 . . 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 2147  {cab 2741  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900   ∩ cin 4092   ∪ cun 4152  𝒫 cpw 4560  ∪ cuni 4872   class class class wbr 5108  {copab 5173   × cxp 5656  Univcgru 10914   Coll ccoll 45495
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-reg 9623  ax-inf2 9679  ax-ac2 10580
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-iin 4959  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-lim 6393  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-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-map 8887  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-tc 9773  df-r1 9805  df-rank 9806  df-scott 9966  df-card 10057  df-cf 10059  df-acn 10060  df-ac 10234  df-wina 10808  df-ina 10809  df-gru 10915  df-coll 45496
This theorem is used by:  grumnud  45531
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