Theorem intwun 10708

Description: The intersection of a collection of weak universes is a weak universe. (Contributed by Mario Carneiro, 2-Jan-2017.)

Assertion

Ref	Expression
intwun	⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∩ 𝐴 ∈ WUni)

Proof of Theorem intwun

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 487	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → 𝐴 ⊆ WUni)
2	1	sselda 3939	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑢 ∈ WUni)
3		wuntr 10678	. . . . 5 ⊢ (𝑢 ∈ WUni → Tr 𝑢)
4	2, 3	syl 18	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → Tr 𝑢)
5	4	ralrimiva 3157	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 Tr 𝑢)
6		trint 5230	. . 3 ⊢ (∀𝑢 ∈ 𝐴 Tr 𝑢 → Tr ∩ 𝐴)
7	5, 6	syl 18	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → Tr ∩ 𝐴)
8	2	wun0 10691	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → ∅ ∈ 𝑢)
9	8	ralrimiva 3157	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∅ ∈ 𝑢)
10		0ex 5262	. . . . 5 ⊢ ∅ ∈ V
11	10	elint2 4915	. . . 4 ⊢ (∅ ∈ ∩ 𝐴 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∅ ∈ 𝑢)
12	9, 11	sylibr 237	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∅ ∈ ∩ 𝐴)
13	12	ne0d 4297	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∩ 𝐴 ≠ ∅)
14	2	adantlr 727	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑢 ∈ WUni)
15		intss1 4924	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑢 ∈ 𝐴 → ∩ 𝐴 ⊆ 𝑢)
16	15	adantl 486	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → ∩ 𝐴 ⊆ 𝑢)
17	16	sselda 3939	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝑢)
18	17	an32s 664	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝑢)
19	14, 18	wununi 10679	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑢)
20	19	ralrimiva 3157	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∪ 𝑥 ∈ 𝑢)
21		vuniex 7726	. . . . . 6 ⊢ ∪ 𝑥 ∈ V
22	21	elint2 4915	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 ∪ 𝑥 ∈ 𝑢)
23	20, 22	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → ∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴)
24	14, 18	wunpw 10680	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)
25	24	ralrimiva 3157	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)
26		vpwex 5339	. . . . . 6 ⊢ 𝒫 𝑥 ∈ V
27	26	elint2 4915	. . . . 5 ⊢ (𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 𝒫 𝑥 ∈ 𝑢)
28	25, 27	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → 𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴)
29	14	adantlr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑢 ∈ WUni)
30	18	adantlr 727	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ 𝑢)
31	15	adantl 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → ∩ 𝐴 ⊆ 𝑢)
32	31	sselda 3939	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) → 𝑦 ∈ 𝑢)
33	32	an32s 664	. . . . . . . 8 ⊢ (((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → 𝑦 ∈ 𝑢)
34	29, 30, 33	wunpr 10682	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑢 ∈ 𝐴) → {𝑥, 𝑦} ∈ 𝑢)
35	34	ralrimiva 3157	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) → ∀𝑢 ∈ 𝐴 {𝑥, 𝑦} ∈ 𝑢)
36		prex 5400	. . . . . . 7 ⊢ {𝑥, 𝑦} ∈ V
37	36	elint2 4915	. . . . . 6 ⊢ ({𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴 ↔ ∀𝑢 ∈ 𝐴 {𝑥, 𝑦} ∈ 𝑢)
38	35, 37	sylibr 237	. . . . 5 ⊢ ((((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝐴) → {𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴)
39	38	ralrimiva 3157	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → ∀𝑦 ∈ ∩ 𝐴{𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴)
40	23, 28, 39	3jca 1144	. . 3 ⊢ (((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴) → (∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ ∀𝑦 ∈ ∩ 𝐴{𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴))
41	40	ralrimiva 3157	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∀𝑥 ∈ ∩ 𝐴(∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ ∀𝑦 ∈ ∩ 𝐴{𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴))
42		intex 5305	. . . 4 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∩ 𝐴 ∈ V)
43	42	bilani 509	. . 3 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∩ 𝐴 ∈ V)
44		iswun 10677	. . 3 ⊢ (∩ 𝐴 ∈ V → (∩ 𝐴 ∈ WUni ↔ (Tr ∩ 𝐴 ∧ ∩ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ ∩ 𝐴(∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ ∀𝑦 ∈ ∩ 𝐴{𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴))))
45	43, 44	syl 18	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (∩ 𝐴 ∈ WUni ↔ (Tr ∩ 𝐴 ∧ ∩ 𝐴 ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ ∩ 𝐴(∪ 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ 𝒫 𝑥 ∈ ∩ 𝐴 ∧ ∀𝑦 ∈ ∩ 𝐴{𝑥, 𝑦} ∈ ∩ 𝐴))))
46	7, 13, 41, 45	mpbir3and 1359	1 ⊢ ((𝐴 ⊆ WUni ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∩ 𝐴 ∈ WUni)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1101   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2960  ∀wral 3079  Vcvv 3457   ⊆ wss 3907  ∅c0 4288  𝒫 cpw 4558  {cpr 4587  ∪ cuni 4868  ∩ cint 4908  Tr wtr 5212  WUnicwun 10673

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rab 3418  df-v 3459  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-nul 4289  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-uni 4869  df-int 4909  df-iin 4955  df-tr 5213  df-wun 10675

This theorem is referenced by:  wunccl  10717