Theorem permaxun 45778

Description: The Axiom of Union ax-un 7742 holds in permutation models. Part of Exercise II.9.2 of [Kunen2] p. 148. (Contributed by Eric Schmidt, 6-Nov-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
permmodel.1	⊢ 𝐹:V–1-1-onto→V
permmodel.2	⊢ 𝑅 = (◡𝐹 ∘ E )

Assertion

Ref	Expression
permaxun	⊢ ∃𝑦∀𝑧(∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅𝑦)

Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧   𝑤,𝐹,𝑦,𝑧   𝑤,𝑅

Allowed substitution hints:   𝑅(𝑥, 𝑦, 𝑧)   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem permaxun

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvex 6898	. 2 ⊢ (◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) ∈ V
2		breq2 5115	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) → (𝑧𝑅𝑦 ↔ 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))))
3	2	imbi2d 343	. . 3 ⊢ (𝑦 = (◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) → ((∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅𝑦) ↔ (∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))))))
4	3	albidv 1953	. 2 ⊢ (𝑦 = (◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) → (∀𝑧(∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅𝑦) ↔ ∀𝑧(∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))))))
5		permmodel.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹:V–1-1-onto→V
6		permmodel.2	. . . . . . 7 ⊢ 𝑅 = (◡𝐹 ∘ E )
7		vex 3461	. . . . . . 7 ⊢ 𝑧 ∈ V
8		vex 3461	. . . . . . 7 ⊢ 𝑤 ∈ V
9	5, 6, 7, 8	brpermmodel 45770	. . . . . 6 ⊢ (𝑧𝑅𝑤 ↔ 𝑧 ∈ (𝐹‘𝑤))
10		vex 3461	. . . . . . 7 ⊢ 𝑥 ∈ V
11	5, 6, 8, 10	brpermmodel 45770	. . . . . 6 ⊢ (𝑤𝑅𝑥 ↔ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥))
12		f1ofn 6825	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:V–1-1-onto→V → 𝐹 Fn V)
13	5, 12	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 Fn V
14		ssv 3962	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹‘𝑥) ⊆ V
15		fnfvima 7238	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 Fn V ∧ (𝐹‘𝑥) ⊆ V ∧ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥)) → (𝐹‘𝑤) ∈ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
16	13, 14, 15	mp3an12 1480	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥) → (𝐹‘𝑤) ∈ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
17		elunii 4879	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑧 ∈ (𝐹‘𝑤) ∧ (𝐹‘𝑤) ∈ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) → 𝑧 ∈ ∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
18	16, 17	sylan2 605	. . . . . 6 ⊢ ((𝑧 ∈ (𝐹‘𝑤) ∧ 𝑤 ∈ (𝐹‘𝑥)) → 𝑧 ∈ ∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
19	9, 11, 18	syl2anb 610	. . . . 5 ⊢ ((𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧 ∈ ∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
20		f1ofun 6826	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:V–1-1-onto→V → Fun 𝐹)
21	5, 20	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ Fun 𝐹
22		fvex 6898	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹‘𝑥) ∈ V
23	22	funimaex 6627	. . . . . . . 8 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)) ∈ V)
24	21, 23	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)) ∈ V
25	24	uniex 7749	. . . . . 6 ⊢ ∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)) ∈ V
26	5, 6, 7, 25	brpermmodelcnv 45771	. . . . 5 ⊢ (𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))) ↔ 𝑧 ∈ ∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥)))
27	19, 26	sylibr 237	. . . 4 ⊢ ((𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))))
28	27	exlimiv 1963	. . 3 ⊢ (∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))))
29	28	ax-gen 1828	. 2 ⊢ ∀𝑧(∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅(◡𝐹‘∪ (𝐹 “ (𝐹‘𝑥))))
30	1, 4, 29	ceqsexv2d 3506	1 ⊢ ∃𝑦∀𝑧(∃𝑤(𝑧𝑅𝑤 ∧ 𝑤𝑅𝑥) → 𝑧𝑅𝑦)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457   ⊆ wss 3906  ∪ cuni 4874   class class class wbr 5111   E cep 5562  ^◡ccnv 5662   “ cima 5666   ∘ ccom 5667  Fun wfun 6534   Fn wfn 6535  –1-1-onto→wf1o 6539  ‘cfv 6540

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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pr 5406  ax-un 7742

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rab 3419  df-v 3459  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-br 5112  df-opab 5176  df-id 5558  df-eprel 5563  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548

This theorem is used by: (None)