Users' Mathboxes Mathbox for Rohan Ridenour < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ismnushort Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ismnushort 44011
Description: Express the predicate on 𝑈 and 𝑧 in ismnu 43971 in a shorter form while avoiding complicated definitions. (Contributed by Rohan Ridenour, 10-Oct-2024.)
Assertion
Ref Expression
ismnushort (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
Distinct variable groups:   𝑣,𝑈   𝑓,𝑖,𝑤,𝑧   𝑣,𝑓,𝑖,𝑧   𝑈,𝑓,𝑖,𝑢,𝑤
Allowed substitution hint:   𝑈(𝑧)

Proof of Theorem ismnushort
Dummy variable 𝑔 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 481 . . . . . 6 ((𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
21reximi 3074 . . . . 5 (∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
32ralimi 3073 . . . 4 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
4 0elpw 5352 . . . . . . 7 ∅ ∈ 𝒫 𝑈
54a1i 11 . . . . . 6 (⊤ → ∅ ∈ 𝒫 𝑈)
6 biidd 261 . . . . . 6 ((⊤ ∧ 𝑓 = ∅) → (∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ↔ ∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤)))
75, 6rspcdv 3601 . . . . 5 (⊤ → (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → ∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤)))
87mptru 1541 . . . 4 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → ∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
9 inss1 4229 . . . . . 6 (𝑈𝑤) ⊆ 𝑈
10 sstr2 3987 . . . . . 6 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → ((𝑈𝑤) ⊆ 𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈))
119, 10mpi 20 . . . . 5 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → 𝒫 𝑧𝑈)
1211reximi 3074 . . . 4 (∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → ∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈)
13 rexex 3066 . . . . 5 (∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 → ∃𝑤𝒫 𝑧𝑈)
14 ax5e 1908 . . . . 5 (∃𝑤𝒫 𝑧𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈)
1513, 14syl 17 . . . 4 (∃𝑤𝑈 𝒫 𝑧𝑈 → 𝒫 𝑧𝑈)
163, 8, 12, 154syl 19 . . 3 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → 𝒫 𝑧𝑈)
17 inss1 4229 . . . . . . . 8 (𝑈𝑔) ⊆ 𝑈
18 vex 3468 . . . . . . . . . 10 𝑔 ∈ V
1918inex2 5315 . . . . . . . . 9 (𝑈𝑔) ∈ V
2019elpw 4603 . . . . . . . 8 ((𝑈𝑔) ∈ 𝒫 𝑈 ↔ (𝑈𝑔) ⊆ 𝑈)
2117, 20mpbir 230 . . . . . . 7 (𝑈𝑔) ∈ 𝒫 𝑈
22 unieq 4918 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = (𝑈𝑔) → 𝑓 = (𝑈𝑔))
2322ineq2d 4212 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑈𝑔) → (𝑧 𝑓) = (𝑧 (𝑈𝑔)))
24 ineq1 4205 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = (𝑈𝑔) → (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) = ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))
2524unieqd 4920 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑈𝑔) → (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) = ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))
2623, 25sseq12d 4014 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑈𝑔) → ((𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
2726anbi2d 628 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑈𝑔) → ((𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
2827rexbidv 3169 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑈𝑔) → (∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
2928rspcv 3605 . . . . . . 7 ((𝑈𝑔) ∈ 𝒫 𝑈 → (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
3021, 29ax-mp 5 . . . . . 6 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
3130alrimiv 1923 . . . . 5 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∀𝑔𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
32 inss2 4230 . . . . . . . 8 (𝑈𝑤) ⊆ 𝑤
33 sstr2 3987 . . . . . . . 8 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → ((𝑈𝑤) ⊆ 𝑤 → 𝒫 𝑧𝑤))
3432, 33mpi 20 . . . . . . 7 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) → 𝒫 𝑧𝑤)
35 an12 643 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑔)) ↔ (𝑖𝑣 ∧ (𝑣𝑈𝑣𝑔)))
36 elin 3964 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑣 ∈ (𝑈𝑔) ↔ (𝑣𝑈𝑣𝑔))
3736bicomi 223 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑣𝑈𝑣𝑔) ↔ 𝑣 ∈ (𝑈𝑔))
3837anbi2i 621 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑖𝑣 ∧ (𝑣𝑈𝑣𝑔)) ↔ (𝑖𝑣𝑣 ∈ (𝑈𝑔)))
3935, 38bitri 274 . . . . . . . . . . 11 ((𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑔)) ↔ (𝑖𝑣𝑣 ∈ (𝑈𝑔)))
4039exbii 1843 . . . . . . . . . 10 (∃𝑣(𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑔)) ↔ ∃𝑣(𝑖𝑣𝑣 ∈ (𝑈𝑔)))
41 df-rex 3061 . . . . . . . . . 10 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) ↔ ∃𝑣(𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑔)))
42 eluni 4910 . . . . . . . . . 10 (𝑖 (𝑈𝑔) ↔ ∃𝑣(𝑖𝑣𝑣 ∈ (𝑈𝑔)))
4340, 41, 423bitr4i 302 . . . . . . . . 9 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) ↔ 𝑖 (𝑈𝑔))
44 simp1 1133 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))
45 elin 3964 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑧 (𝑈𝑔)) ↔ (𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)))
4645biimpri 227 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → 𝑖 ∈ (𝑧 (𝑈𝑔)))
47463adant1 1127 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → 𝑖 ∈ (𝑧 (𝑈𝑔)))
4844, 47sseldd 3981 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → 𝑖 ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))
49 eluni 4910 . . . . . . . . . . . 12 (𝑖 ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ ∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
5048, 49sylib 217 . . . . . . . . . . 11 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → ∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
51 elinel1 4195 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → 𝑢 ∈ (𝑈𝑔))
5251elin2d 4199 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → 𝑢𝑔)
53 elinel2 4196 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → 𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤)
54 elpwpw 5104 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 ↔ (𝑢 ∈ V ∧ 𝑢𝑤))
5554simprbi 495 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 𝑢𝑤)
5653, 55syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → 𝑢𝑤)
5752, 56jca 510 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → (𝑢𝑔 𝑢𝑤))
5857anim2i 615 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → (𝑖𝑢 ∧ (𝑢𝑔 𝑢𝑤)))
59 an12 643 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖𝑢 ∧ (𝑢𝑔 𝑢𝑤)) ↔ (𝑢𝑔 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6058, 59sylib 217 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → (𝑢𝑔 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6160eximi 1830 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑢(𝑢𝑔 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
62 df-rex 3061 . . . . . . . . . . . 12 (∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤) ↔ ∃𝑢(𝑢𝑔 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6361, 62sylibr 233 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))
6450, 63syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧𝑖 (𝑈𝑔)) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))
65643expia 1118 . . . . . . . . 9 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧) → (𝑖 (𝑈𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6643, 65biimtrid 241 . . . . . . . 8 (((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ∧ 𝑖𝑧) → (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6766ralrimiva 3136 . . . . . . 7 ((𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) → ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
6834, 67anim12i 611 . . . . . 6 ((𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
6968reximi 3074 . . . . 5 (∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 (𝑈𝑔)) ⊆ ((𝑈𝑔) ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
7031, 69sylg 1818 . . . 4 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∀𝑔𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
71 elequ2 2114 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = 𝑔 → (𝑣𝑓𝑣𝑔))
7271anbi2d 628 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = 𝑔 → ((𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ (𝑖𝑣𝑣𝑔)))
7372rexbidv 3169 . . . . . . . . 9 (𝑓 = 𝑔 → (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ ∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔)))
74 rexeq 3311 . . . . . . . . 9 (𝑓 = 𝑔 → (∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤) ↔ ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
7573, 74imbi12d 343 . . . . . . . 8 (𝑓 = 𝑔 → ((∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) ↔ (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
7675ralbidv 3168 . . . . . . 7 (𝑓 = 𝑔 → (∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) ↔ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
7776anbi2d 628 . . . . . 6 (𝑓 = 𝑔 → ((𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) ↔ (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
7877rexbidv 3169 . . . . 5 (𝑓 = 𝑔 → (∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) ↔ ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
7978cbvalvw 2032 . . . 4 (∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) ↔ ∀𝑔𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑔) → ∃𝑢𝑔 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
8070, 79sylibr 233 . . 3 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
8116, 80jca 510 . 2 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) → (𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
82 nfv 1910 . . . 4 𝑓𝒫 𝑧𝑈
83 nfa1 2141 . . . 4 𝑓𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
8482, 83nfan 1895 . . 3 𝑓(𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
85 elpwi 4606 . . . 4 (𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑓𝑈)
86 sp 2172 . . . . . 6 (∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))))
87 ssin 4231 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝒫 𝑧𝑈 ∧ 𝒫 𝑧𝑤) ↔ 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
8887biimpi 215 . . . . . . . . . . . 12 ((𝒫 𝑧𝑈 ∧ 𝒫 𝑧𝑤) → 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤))
8988ex 411 . . . . . . . . . . 11 (𝒫 𝑧𝑈 → (𝒫 𝑧𝑤 → 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤)))
9089adantr 479 . . . . . . . . . 10 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (𝒫 𝑧𝑤 → 𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤)))
91 simp3 1135 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → 𝑖 𝑓)
92 eluni 4910 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 𝑓 ↔ ∃𝑣(𝑖𝑣𝑣𝑓))
9391, 92sylib 217 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → ∃𝑣(𝑖𝑣𝑣𝑓))
94 simpl2 1189 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑓𝑈)
95 simprr 771 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑣𝑓)
9694, 95sseldd 3981 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑣𝑈)
97 simprl 769 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → 𝑖𝑣)
9896, 97, 953jca 1125 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)) → (𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓))
9998ex 411 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → ((𝑖𝑣𝑣𝑓) → (𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓)))
10099eximdv 1913 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → (∃𝑣(𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑣(𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓)))
10193, 100mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → ∃𝑣(𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓))
102 df-rex 3061 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ ∃𝑣(𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)))
103 3anass 1092 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ (𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)))
104103exbii 1843 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃𝑣(𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ ∃𝑣(𝑣𝑈 ∧ (𝑖𝑣𝑣𝑓)))
105102, 104bitr4i 277 . . . . . . . . . . . . . . 15 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) ↔ ∃𝑣(𝑣𝑈𝑖𝑣𝑣𝑓))
106101, 105sylibr 233 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈𝑖 𝑓) → ∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓))
1071063expia 1118 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (𝑖 𝑓 → ∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓)))
108 elin 3964 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ (𝑢𝑓𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤))
109 vex 3468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 𝑢 ∈ V
110109, 54mpbiran 707 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤 𝑢𝑤)
111110anbi2i 621 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑢𝑓𝑢 ∈ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ (𝑢𝑓 𝑢𝑤))
112108, 111bitri 274 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ (𝑢𝑓 𝑢𝑤))
113112anbi2i 621 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑖𝑢𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝑖𝑢 ∧ (𝑢𝑓 𝑢𝑤)))
114 an12 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑢𝑓 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) ↔ (𝑖𝑢 ∧ (𝑢𝑓 𝑢𝑤)))
115113, 114bitr4i 277 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑖𝑢𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝑢𝑓 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
116115exbii 1843 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ ∃𝑢(𝑢𝑓 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
117 eluni 4910 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ ∃𝑢(𝑖𝑢𝑢 ∈ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
118 df-rex 3061 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤) ↔ ∃𝑢(𝑢𝑓 ∧ (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))
119116, 117, 1183bitr4i 302 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))
120119biimpri 227 . . . . . . . . . . . . . 14 (∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))
121120a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
122107, 121imim12d 81 . . . . . . . . . . . 12 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → ((∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) → (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
123122ralimdv 3159 . . . . . . . . . . 11 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) → ∀𝑖𝑧 (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
124 elin 3964 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑖 ∈ (𝑧 𝑓) ↔ (𝑖𝑧𝑖 𝑓))
125124imbi1i 348 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑖 ∈ (𝑧 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ ((𝑖𝑧𝑖 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
126 impexp 449 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑖𝑧𝑖 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝑖𝑧 → (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
127125, 126bitri 274 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑖 ∈ (𝑧 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝑖𝑧 → (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
128127albii 1814 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑖(𝑖 ∈ (𝑧 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ ∀𝑖(𝑖𝑧 → (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
129 df-ss 3965 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ ∀𝑖(𝑖 ∈ (𝑧 𝑓) → 𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
130 df-ral 3052 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑖𝑧 (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ ∀𝑖(𝑖𝑧 → (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
131128, 129, 1303bitr4i 302 . . . . . . . . . . 11 ((𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤) ↔ ∀𝑖𝑧 (𝑖 𝑓𝑖 (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
132123, 131imbitrrdi 251 . . . . . . . . . 10 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)) → (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
13390, 132anim12d 607 . . . . . . . . 9 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → ((𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) → (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
134133reximdv 3160 . . . . . . . 8 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈) → (∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤))))
1351343impia 1114 . . . . . . 7 ((𝒫 𝑧𝑈𝑓𝑈 ∧ ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
1361353com23 1123 . . . . . 6 ((𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) ∧ 𝑓𝑈) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
13786, 136syl3an2 1161 . . . . 5 ((𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤))) ∧ 𝑓𝑈) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
1381373expa 1115 . . . 4 (((𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))) ∧ 𝑓𝑈) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
13985, 138sylan2 591 . . 3 (((𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))) ∧ 𝑓 ∈ 𝒫 𝑈) → ∃𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
14084, 139ralrimia 3246 . 2 ((𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))) → ∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)))
14181, 140impbii 208 1 (∀𝑓 ∈ 𝒫 𝑈𝑤𝑈 (𝒫 𝑧 ⊆ (𝑈𝑤) ∧ (𝑧 𝑓) ⊆ (𝑓 ∩ 𝒫 𝒫 𝑤)) ↔ (𝒫 𝑧𝑈 ∧ ∀𝑓𝑤𝑈 (𝒫 𝑧𝑤 ∧ ∀𝑖𝑧 (∃𝑣𝑈 (𝑖𝑣𝑣𝑓) → ∃𝑢𝑓 (𝑖𝑢 𝑢𝑤)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 394  w3a 1084  wal 1532   = wceq 1534  wtru 1535  wex 1774  wcel 2099  wral 3051  wrex 3060  Vcvv 3464  cin 3947  wss 3948  c0 4324  𝒫 cpw 4599   cuni 4907
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-sep 5296  ax-nul 5303
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rab 3421  df-v 3466  df-dif 3951  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4325  df-pw 4601  df-uni 4908
This theorem is referenced by:  dfuniv2  44012
  Copyright terms: Public domain W3C validator