Theorem nnwof 12964

Description: Well-ordering principle: any nonempty set of positive integers has a least element. This version allows 𝑥 and 𝑦 to be present in 𝐴 as long as they are effectively not free. (Contributed by NM, 17-Aug-2001.) (Revised by Mario Carneiro, 15-Oct-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
nnwof.1	⊢ Ⅎ𝑥𝐴
nnwof.2	⊢ Ⅎ𝑦𝐴

Assertion

Ref	Expression
nnwof	⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)

Distinct variable group:   𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem nnwof

Dummy variables 𝑤 𝑣 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nnwo 12963	. 2 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑤 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑣)
2		nfcv 2922	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑤𝐴
3		nnwof.1	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑥𝐴
4		nfv 1947	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑥 𝑤 ≤ 𝑣
5	3, 4	nfralw 3309	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑥∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑣
6		nfv 1947	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑤∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦
7		breq1 5106	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (𝑤 ≤ 𝑣 ↔ 𝑥 ≤ 𝑣))
8	7	ralbidv 3185	. . . 4 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑣 ↔ ∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑣))
9		nfcv 2922	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑣𝐴
10		nnwof.2	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑦𝐴
11		nfv 1947	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑥 ≤ 𝑣
12		nfv 1947	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑣 𝑥 ≤ 𝑦
13		breq2 5107	. . . . 5 ⊢ (𝑣 = 𝑦 → (𝑥 ≤ 𝑣 ↔ 𝑥 ≤ 𝑦))
14	9, 10, 11, 12, 13	cbvralfw 3302	. . . 4 ⊢ (∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑣 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)
15	8, 14	bitrdi 290	. . 3 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑣 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦))
16	2, 3, 5, 6, 15	cbvrexfw 3303	. 2 ⊢ (∃𝑤 ∈ 𝐴 ∀𝑣 ∈ 𝐴 𝑤 ≤ 𝑣 ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)
17	1, 16	sylib 221	1 ⊢ ((𝐴 ⊆ ℕ ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 𝑥 ≤ 𝑦)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401  Ⅎwnfc 2907   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279   class class class wbr 5103   ≤ cle 11269  ℕcn 12258

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-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202

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-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  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-iun 4953  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-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-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-er 8697  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-n0 12530  df-z 12617  df-uz 12889

This theorem is used by:  nnwos  12965