Theorem welb 37718

Description: A nonempty subset of a well-ordered set has a lower bound. (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009.)

Assertion

Ref	Expression
welb	⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → (◡𝑅 Or 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧))))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝐶,𝑦,𝑧   𝑥,𝑅,𝑦,𝑧

Proof of Theorem welb

Step	Hyp	Ref	Expression
1		wess 5609	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ⊆ 𝐴 → (𝑅 We 𝐴 → 𝑅 We 𝐵))
2	1	impcom 407	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴) → 𝑅 We 𝐵)
3		weso 5614	. . . . 5 ⊢ (𝑅 We 𝐵 → 𝑅 Or 𝐵)
4	2, 3	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴) → 𝑅 Or 𝐵)
5		cnvso 6240	. . . 4 ⊢ (𝑅 Or 𝐵 ↔ ◡𝑅 Or 𝐵)
6	4, 5	sylib 218	. . 3 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴) → ◡𝑅 Or 𝐵)
7	6	3ad2antr2 1190	. 2 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → ◡𝑅 Or 𝐵)
8		wefr 5613	. . . . 5 ⊢ (𝑅 We 𝐵 → 𝑅 Fr 𝐵)
9	2, 8	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴) → 𝑅 Fr 𝐵)
10	9	3ad2antr2 1190	. . 3 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → 𝑅 Fr 𝐵)
11		ssidd 3961	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ⊆ 𝐴 → 𝐵 ⊆ 𝐵)
12	11	3anim2i 1153	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ ∅))
13	12	adantl 481	. . 3 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ ∅))
14		frinfm 37717	. . 3 ⊢ ((𝑅 Fr 𝐵 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐵 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧)))
15	10, 13, 14	syl2anc 584	. 2 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧)))
16	7, 15	jca 511	1 ⊢ ((𝑅 We 𝐴 ∧ (𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅)) → (◡𝑅 Or 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝐵 ¬ 𝑥◡𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑦◡𝑅𝑥 → ∃𝑧 ∈ 𝐵 𝑦◡𝑅𝑧))))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   ⊆ wss 3905  ∅c0 4286   class class class wbr 5095   Or wor 5530   Fr wfr 5573   We wwe 5575  ^◡ccnv 5622

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pr 5374

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rab 3397  df-v 3440  df-dif 3908  df-un 3910  df-ss 3922  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-br 5096  df-opab 5158  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-we 5578  df-cnv 5631

This theorem is referenced by: (None)