Theorem sswfaxreg 45754

Description: A subclass of the class of well-founded sets models the Axiom of Regularity ax-reg 9561. Lemma II.2.4(2) of [Kunen2] p. 111. (Contributed by Eric Schmidt, 19-Oct-2025.)

Assertion

Ref	Expression
sswfaxreg	⊢ (𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) → ∀𝑥 ∈ 𝑀 (∃𝑦 ∈ 𝑀 𝑦 ∈ 𝑥 → ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))))

Distinct variable group:   𝑥,𝑦,𝑧,𝑀

Proof of Theorem sswfaxreg

Step	Hyp	Ref	Expression
1		inn0 4327	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∩ 𝑥) ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑀 𝑦 ∈ 𝑥)
2		ssinss1 4198	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) → (𝑀 ∩ 𝑥) ⊆ ∪ (𝑅1 “ On))
3		vex 3461	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑥 ∈ V
4	3	inex2 5289	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 ∩ 𝑥) ∈ V
5		wffr 45728	. . . . . . 7 ⊢ E Fr ∪ (𝑅1 “ On)
6		fri 5621	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑀 ∩ 𝑥) ∈ V ∧ E Fr ∪ (𝑅1 “ On)) ∧ ((𝑀 ∩ 𝑥) ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ (𝑀 ∩ 𝑥) ≠ ∅)) → ∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦)
7	4, 5, 6	mpanl12 715	. . . . . 6 ⊢ (((𝑀 ∩ 𝑥) ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ (𝑀 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦)
8	2, 7	sylan 592	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ (𝑀 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦)
9		ralin 4202	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑥 → ¬ 𝑧 E 𝑦))
10		con2b 362	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝑥 → ¬ 𝑧 E 𝑦) ↔ (𝑧 E 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
11		epel 5566	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑧 E 𝑦 ↔ 𝑧 ∈ 𝑦)
12	11	imbi1i 352	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑧 E 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥) ↔ (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
13	10, 12	bitri 278	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑧 ∈ 𝑥 → ¬ 𝑧 E 𝑦) ↔ (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
14	13	ralbii 3113	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑥 → ¬ 𝑧 E 𝑦) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
15	9, 14	bitri 278	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦 ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
16	15	rexbii 3114	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))
17		rexin 4203	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥)))
18	16, 17	bitri 278	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥)∀𝑧 ∈ (𝑀 ∩ 𝑥) ¬ 𝑧 E 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥)))
19	8, 18	sylib 221	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ (𝑀 ∩ 𝑥) ≠ ∅) → ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥)))
20	1, 19	sylan2br 607	. . 3 ⊢ ((𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) ∧ ∃𝑦 ∈ 𝑀 𝑦 ∈ 𝑥) → ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥)))
21	20	ex 418	. 2 ⊢ (𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) → (∃𝑦 ∈ 𝑀 𝑦 ∈ 𝑥 → ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))))
22	21	ralrimivw 3163	1 ⊢ (𝑀 ⊆ ∪ (𝑅1 “ On) → ∀𝑥 ∈ 𝑀 (∃𝑦 ∈ 𝑀 𝑦 ∈ 𝑥 → ∃𝑦 ∈ 𝑀 (𝑦 ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝑀 (𝑧 ∈ 𝑦 → ¬ 𝑧 ∈ 𝑥))))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   ∈ wcel 2146   ≠ wne 2960  ∀wral 3081  ∃wrex 3091  Vcvv 3457   ∩ cin 3905   ⊆ wss 3906  ∅c0 4286  ∪ cuni 4874   class class class wbr 5111   E cep 5562   Fr wfr 5613   “ cima 5666  Oncon0 6364  𝑅₁cr1 9741

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-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742

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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  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-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7422  df-om 7869  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-r1 9743  df-rank 9744  df-relp 45710

This theorem is used by:  wfaxreg  45767