Theorem wefrc 5108

Description: A nonempty (possibly proper) subclass of a class well-ordered by E has a minimal element. Special case of Proposition 6.26 of [TakeutiZaring] p. 31. (Contributed by NM, 17-Feb-2004.)

Assertion

Ref	Expression
wefrc	⊢ (( E We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)

Distinct variable group:   𝑥,𝐵

Allowed substitution hint:   𝐴(𝑥)

Proof of Theorem wefrc

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		wess 5101	. . 3 ⊢ (𝐵 ⊆ 𝐴 → ( E We 𝐴 → E We 𝐵))
2		n0 3931	. . . 4 ⊢ (𝐵 ≠ ∅ ↔ ∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵)
3		ineq2 3808	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝐵 ∩ 𝑥) = (𝐵 ∩ 𝑦))
4	3	eqeq1d 2624	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝐵 ∩ 𝑥) = ∅ ↔ (𝐵 ∩ 𝑦) = ∅))
5	4	rspcev 3309	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ (𝐵 ∩ 𝑦) = ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)
6	5	ex 450	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → ((𝐵 ∩ 𝑦) = ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
7	6	adantl 482	. . . . . . 7 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝐵 ∩ 𝑦) = ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
8		inss1 3833	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∩ 𝑦) ⊆ 𝐵
9		wefr 5104	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ( E We 𝐵 → E Fr 𝐵)
10		vex 3203	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑦 ∈ V
11	10	inex2 4800	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐵 ∩ 𝑦) ∈ V
12	11	epfrc 5100	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (( E Fr 𝐵 ∧ (𝐵 ∩ 𝑦) ⊆ 𝐵 ∧ (𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦)((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)
13	9, 12	syl3an1 1359	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ (𝐵 ∩ 𝑦) ⊆ 𝐵 ∧ (𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦)((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)
14	13	3exp 1264	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ( E We 𝐵 → ((𝐵 ∩ 𝑦) ⊆ 𝐵 → ((𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦)((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)))
15	8, 14	mpi 20	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( E We 𝐵 → ((𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦)((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅))
16		elin 3796	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦))
17	16	anbi1i 731	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦) ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅))
18		anass 681	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)))
19	17, 18	bitri 264	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦) ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)))
20	19	rexbii2 3039	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑥 ∈ (𝐵 ∩ 𝑦)((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅ ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅))
21	15, 20	syl6ib 241	. . . . . . . . 9 ⊢ ( E We 𝐵 → ((𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)))
22	21	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅)))
23		elin 3796	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥) ↔ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥))
24		df-3an 1039	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ↔ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵))
25		3anrot 1043	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ↔ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
26	24, 25	bitr3i 266	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ↔ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵))
27		wetrep 5107	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝑧 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑧 ∈ 𝑦))
28	27	expd 452	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑧 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦)))
29	26, 28	sylan2b 492	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵)) → (𝑧 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦)))
30	29	exp44 641	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ ( E We 𝐵 → (𝑦 ∈ 𝐵 → (𝑧 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑧 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦))))))
31	30	imp 445	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑧 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑧 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦)))))
32	31	com34 91	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑧 ∈ 𝐵 → (𝑧 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦)))))
33	32	impd 447	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑧 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝑥) → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦))))
34	23, 33	syl5bi 232	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥) → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑦 → 𝑧 ∈ 𝑦))))
35	34	imp4a 614	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥) → ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑧 ∈ 𝑦)))
36	35	com23 86	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥) → 𝑧 ∈ 𝑦)))
37	36	ralrimdv 2968	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ∀𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥)𝑧 ∈ 𝑦))
38		dfss3 3592	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦 ↔ ∀𝑧 ∈ (𝐵 ∩ 𝑥)𝑧 ∈ 𝑦)
39	37, 38	syl6ibr 242	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦))
40		dfss 3589	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦 ↔ (𝐵 ∩ 𝑥) = ((𝐵 ∩ 𝑥) ∩ 𝑦))
41		in32 3825	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ∩ 𝑦) = ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥)
42	41	eqeq2i 2634	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) = ((𝐵 ∩ 𝑥) ∩ 𝑦) ↔ (𝐵 ∩ 𝑥) = ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥))
43	40, 42	sylbb 209	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦 → (𝐵 ∩ 𝑥) = ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥))
44	43	eqeq1d 2624	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦 → ((𝐵 ∩ 𝑥) = ∅ ↔ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅))
45	44	biimprd 238	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐵 ∩ 𝑥) ⊆ 𝑦 → (((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
46	39, 45	syl6 35	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)))
47	46	expd 452	. . . . . . . . . 10 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑦 → (((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))))
48	47	imp4a 614	. . . . . . . . 9 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝐵 → ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)))
49	48	reximdvai 3015	. . . . . . . 8 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ ((𝐵 ∩ 𝑦) ∩ 𝑥) = ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
50	22, 49	syld 47	. . . . . . 7 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((𝐵 ∩ 𝑦) ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
51	7, 50	pm2.61dne 2880	. . . . . 6 ⊢ (( E We 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)
52	51	ex 450	. . . . 5 ⊢ ( E We 𝐵 → (𝑦 ∈ 𝐵 → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
53	52	exlimdv 1861	. . . 4 ⊢ ( E We 𝐵 → (∃𝑦 𝑦 ∈ 𝐵 → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
54	2, 53	syl5bi 232	. . 3 ⊢ ( E We 𝐵 → (𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅))
55	1, 54	syl6com 37	. 2 ⊢ ( E We 𝐴 → (𝐵 ⊆ 𝐴 → (𝐵 ≠ ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)))
56	55	3imp 1256	1 ⊢ (( E We 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐵 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐵 (𝐵 ∩ 𝑥) = ∅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   ∧ w3a 1037   = wceq 1483  ∃wex 1704   ∈ wcel 1990   ≠ wne 2794  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   ∩ cin 3573   ⊆ wss 3574  ∅c0 3915   E cep 5028   Fr wfr 5070   We wwe 5072

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pr 4906

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-ral 2917  df-rex 2918  df-rab 2921  df-v 3202  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-br 4654  df-opab 4713  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075

This theorem is referenced by:  tz7.5  5744  onnseq  7441  finminlem  32312