Theorem tr0el 36850

Description: Every nonempty transitive class contains the empty set ∅ as an element, a consequence of Regularity and Transitive Containment. (Contributed by Matthew House, 6-Apr-2026.)

Assertion

Ref	Expression
tr0el	⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ Tr 𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)

Proof of Theorem tr0el

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zfregs 9685	. 2 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)
2		trss 5218	. . . . . 6 ⊢ (Tr 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ⊆ 𝐴))
3	2	imp 410	. . . . 5 ⊢ ((Tr 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → 𝑥 ⊆ 𝐴)
4		dfss 3924	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ⊆ 𝐴 ↔ 𝑥 = (𝑥 ∩ 𝐴))
5		eqeq2 2775	. . . . . 6 ⊢ ((𝑥 ∩ 𝐴) = ∅ → (𝑥 = (𝑥 ∩ 𝐴) ↔ 𝑥 = ∅))
6	4, 5	bitrid 285	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∩ 𝐴) = ∅ → (𝑥 ⊆ 𝐴 ↔ 𝑥 = ∅))
7	3, 6	syl5ibcom 247	. . . 4 ⊢ ((Tr 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∩ 𝐴) = ∅ → 𝑥 = ∅))
8		eleq1 2851	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = ∅ → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ ∅ ∈ 𝐴))
9	8	biimpcd 251	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (𝑥 = ∅ → ∅ ∈ 𝐴))
10	9	adantl 485	. . . 4 ⊢ ((Tr 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → (𝑥 = ∅ → ∅ ∈ 𝐴))
11	7, 10	syld 47	. . 3 ⊢ ((Tr 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) → ((𝑥 ∩ 𝐴) = ∅ → ∅ ∈ 𝐴))
12	11	rexlimdva 3164	. 2 ⊢ (Tr 𝐴 → (∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅ → ∅ ∈ 𝐴))
13	1, 12	mpan9 514	1 ⊢ ((𝐴 ≠ ∅ ∧ Tr 𝐴) → ∅ ∈ 𝐴)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1561   ∈ wcel 2143   ≠ wne 2958  ∃wrex 3087   ∩ cin 3904   ⊆ wss 3905  ∅c0 4286  Tr wtr 5208

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1816  ax-4 1830  ax-5 1931  ax-6 1988  ax-7 2029  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5228  ax-sep 5247  ax-nul 5257  ax-pr 5391  ax-un 7718  ax-reg 9538  ax-inf2 9594

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1564  df-fal 1574  df-ex 1801  df-nf 1805  df-sb 2092  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5102  df-opab 5164  df-mpt 5183  df-tr 5209  df-id 5543  df-eprel 5548  df-po 5556  df-so 5557  df-fr 5601  df-we 5603  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-ov 7399  df-om 7847  df-2nd 7971  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381

This theorem is referenced by:  ttc0el  36900