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Theorem zornn0g 8686
Description: Variant of Zorn's lemma zorng 8685 in which  (/), the union of the empty chain, is not required to be an element of  A. (Contributed by Jeff Madsen, 5-Jan-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 9-May-2015.)
Assertion
Ref Expression
zornn0g  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
Distinct variable group:    x, y, z, A

Proof of Theorem zornn0g
Dummy variable  w is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp2 989 . 2  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  A  =/=  (/) )
2 simp1 988 . . . 4  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  A  e.  dom  card )
3 snfi 7402 . . . . 5  |-  { (/) }  e.  Fin
4 finnum 8130 . . . . 5  |-  ( {
(/) }  e.  Fin  ->  { (/) }  e.  dom  card )
53, 4ax-mp 5 . . . 4  |-  { (/) }  e.  dom  card
6 unnum 8381 . . . 4  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\ 
{ (/) }  e.  dom  card )  ->  ( A  u.  { (/) } )  e. 
dom  card )
72, 5, 6sylancl 662 . . 3  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  -> 
( A  u.  { (/)
} )  e.  dom  card )
8 uncom 3512 . . . . . . . . 9  |-  ( A  u.  { (/) } )  =  ( { (/) }  u.  A )
98sseq2i 3393 . . . . . . . 8  |-  ( w 
C_  ( A  u.  {
(/) } )  <->  w  C_  ( { (/) }  u.  A
) )
10 ssundif 3774 . . . . . . . 8  |-  ( w 
C_  ( { (/) }  u.  A )  <->  ( w  \  { (/) } )  C_  A )
119, 10bitri 249 . . . . . . 7  |-  ( w 
C_  ( A  u.  {
(/) } )  <->  ( w  \  { (/) } )  C_  A )
12 difss 3495 . . . . . . . . 9  |-  ( w 
\  { (/) } ) 
C_  w
13 soss 4671 . . . . . . . . 9  |-  ( ( w  \  { (/) } )  C_  w  ->  ( [
C.]  Or  w  -> [ C.] 
Or  ( w  \  { (/) } ) ) )
1412, 13ax-mp 5 . . . . . . . 8  |-  ( [ C.]  Or  w  -> [ C.]  Or  ( w  \  { (/) } ) )
15 ssdif0 3749 . . . . . . . . . . 11  |-  ( w 
C_  { (/) }  <->  ( w  \  { (/) } )  =  (/) )
16 uni0b 4128 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U. w  =  (/)  <->  w  C_  { (/) } )
1716biimpri 206 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( w 
C_  { (/) }  ->  U. w  =  (/) )
1817eleq1d 2509 . . . . . . . . . . 11  |-  ( w 
C_  { (/) }  ->  ( U. w  e.  ( A  u.  { (/) } )  <->  (/)  e.  ( A  u.  { (/) } ) ) )
1915, 18sylbir 213 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( w  \  { (/) } )  =  (/)  ->  ( U. w  e.  ( A  u.  { (/) } )  <->  (/) 
e.  ( A  u.  {
(/) } ) ) )
2019imbi2d 316 . . . . . . . . 9  |-  ( ( w  \  { (/) } )  =  (/)  ->  (
( A. z ( ( z  C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z )  ->  U. z  e.  A )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) )  <->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  (/)  e.  ( A  u.  { (/) } ) ) ) )
21 vex 2987 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  w  e. 
_V
22 difexg 4452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  _V  ->  (
w  \  { (/) } )  e.  _V )
2321, 22ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w 
\  { (/) } )  e.  _V
24 sseq1 3389 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( z  C_  A  <->  ( w  \  { (/) } )  C_  A )
)
25 neeq1 2628 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( z  =/=  (/)  <->  ( w  \  { (/) } )  =/=  (/) ) )
26 soeq2 4673 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( [ C.]  Or  z  <-> [ C.] 
Or  ( w  \  { (/) } ) ) )
2724, 25, 263anbi123d 1289 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( ( z  C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z )  <->  ( (
w  \  { (/) } ) 
C_  A  /\  (
w  \  { (/) } )  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  (
w  \  { (/) } ) ) ) )
28 unieq 4111 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  ->  U. z  =  U. ( w  \  { (/) } ) )
2928eleq1d 2509 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( U. z  e.  A  <->  U. ( w  \  { (/) } )  e.  A ) )
3027, 29imbi12d 320 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  =  ( w  \  { (/) } )  -> 
( ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  <->  ( (
( w  \  { (/)
} )  C_  A  /\  ( w  \  { (/)
} )  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  ( w  \  { (/)
} ) )  ->  U. ( w  \  { (/)
} )  e.  A
) ) )
3123, 30spcv 3075 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  (
( ( w  \  { (/) } )  C_  A  /\  ( w  \  { (/) } )  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  (
w  \  { (/) } ) )  ->  U. (
w  \  { (/) } )  e.  A ) )
3231com12 31 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( w  \  { (/)
} )  C_  A  /\  ( w  \  { (/)
} )  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  ( w  \  { (/)
} ) )  -> 
( A. z ( ( z  C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z )  ->  U. z  e.  A )  ->  U. (
w  \  { (/) } )  e.  A ) )
33323expa 1187 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( w  \  { (/) } )  C_  A  /\  ( w  \  { (/) } )  =/=  (/) )  /\ [ C.]  Or  ( w  \  { (/) } ) )  ->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  U. (
w  \  { (/) } )  e.  A ) )
3433an32s 802 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( w  \  { (/) } )  C_  A  /\ [ C.]  Or  (
w  \  { (/) } ) )  /\  ( w 
\  { (/) } )  =/=  (/) )  ->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  U. (
w  \  { (/) } )  e.  A ) )
35 unidif0 4477 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. (
w  \  { (/) } )  =  U. w
3635eleq1i 2506 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U. ( w  \  { (/) } )  e.  A  <->  U. w  e.  A )
37 elun1 3535 . . . . . . . . . . 11  |-  ( U. w  e.  A  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/) } ) )
3836, 37sylbi 195 . . . . . . . . . 10  |-  ( U. ( w  \  { (/) } )  e.  A  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/) } ) )
3934, 38syl6 33 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( w  \  { (/) } )  C_  A  /\ [ C.]  Or  (
w  \  { (/) } ) )  /\  ( w 
\  { (/) } )  =/=  (/) )  ->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
40 0ex 4434 . . . . . . . . . . . 12  |-  (/)  e.  _V
4140snid 3917 . . . . . . . . . . 11  |-  (/)  e.  { (/)
}
42 elun2 3536 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (/)  e.  { (/) }  ->  (/)  e.  ( A  u.  { (/) } ) )
4341, 42ax-mp 5 . . . . . . . . . 10  |-  (/)  e.  ( A  u.  { (/) } )
4443a1ii 27 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( w  \  { (/)
} )  C_  A  /\ [ C.]  Or  ( w 
\  { (/) } ) )  ->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  (/)  e.  ( A  u.  { (/) } ) ) )
4520, 39, 44pm2.61ne 2698 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( w  \  { (/)
} )  C_  A  /\ [ C.]  Or  ( w 
\  { (/) } ) )  ->  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
4614, 45sylan2 474 . . . . . . 7  |-  ( ( ( w  \  { (/)
} )  C_  A  /\ [ C.]  Or  w )  ->  ( A. z
( ( z  C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z )  ->  U. z  e.  A )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
4711, 46sylanb 472 . . . . . 6  |-  ( ( w  C_  ( A  u.  { (/) } )  /\ [ C.] 
Or  w )  -> 
( A. z ( ( z  C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z )  ->  U. z  e.  A )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
4847com12 31 . . . . 5  |-  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  (
( w  C_  ( A  u.  { (/) } )  /\ [ C.]  Or  w
)  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
4948alrimiv 1685 . . . 4  |-  ( A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A )  ->  A. w
( ( w  C_  ( A  u.  { (/) } )  /\ [ C.]  Or  w )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
50493ad2ant3 1011 . . 3  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  A. w ( ( w 
C_  ( A  u.  {
(/) } )  /\ [ C.]  Or  w )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/)
} ) ) )
51 zorng 8685 . . 3  |-  ( ( ( A  u.  { (/)
} )  e.  dom  card  /\  A. w ( ( w  C_  ( A  u.  { (/) } )  /\ [ C.] 
Or  w )  ->  U. w  e.  ( A  u.  { (/) } ) ) )  ->  E. x  e.  ( A  u.  { (/)
} ) A. y  e.  ( A  u.  { (/)
} )  -.  x  C.  y )
527, 50, 51syl2anc 661 . 2  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  ( A  u.  { (/) } )  -.  x  C.  y )
53 ssun1 3531 . . . . 5  |-  A  C_  ( A  u.  { (/) } )
54 ssralv 3428 . . . . 5  |-  ( A 
C_  ( A  u.  {
(/) } )  ->  ( A. y  e.  ( A  u.  { (/) } )  -.  x  C.  y  ->  A. y  e.  A  -.  x  C.  y ) )
5553, 54ax-mp 5 . . . 4  |-  ( A. y  e.  ( A  u.  { (/) } )  -.  x  C.  y  ->  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
5655reximi 2835 . . 3  |-  ( E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  ( A  u.  { (/) } )  -.  x  C.  y  ->  E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
57 rexun 3548 . . . 4  |-  ( E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  A  -.  x  C.  y  <->  ( E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y  \/  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y ) )
58 simpr 461 . . . . 5  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
59 simpr 461 . . . . . 6  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  ->  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
60 psseq1 3455 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  (/)  ->  ( x 
C.  y  <->  (/)  C.  y
) )
61 0pss 3728 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (/)  C.  y  <->  y  =/=  (/) )
6260, 61syl6bb 261 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  =  (/)  ->  ( x 
C.  y  <->  y  =/=  (/) ) )
6362notbid 294 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  (/)  ->  ( -.  x  C.  y  <->  -.  y  =/=  (/) ) )
64 nne 2624 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -.  y  =/=  (/)  <->  y  =  (/) )
6563, 64syl6bb 261 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  (/)  ->  ( -.  x  C.  y  <->  y  =  (/) ) )
6665ralbidv 2747 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  (/)  ->  ( A. y  e.  A  -.  x  C.  y  <->  A. y  e.  A  y  =  (/) ) )
6740, 66rexsn 3928 . . . . . . . 8  |-  ( E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y  <->  A. y  e.  A  y  =  (/) )
68 eqsn 4046 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =/=  (/)  ->  ( A  =  { (/) }  <->  A. y  e.  A  y  =  (/) ) )
6968biimpar 485 . . . . . . . 8  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  A. y  e.  A  y  =  (/) )  ->  A  =  { (/) } )
7067, 69sylan2b 475 . . . . . . 7  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  ->  A  =  { (/) } )
7170rexeqdv 2936 . . . . . 6  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  -> 
( E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y 
<->  E. x  e.  { (/)
} A. y  e.  A  -.  x  C.  y ) )
7259, 71mpbird 232 . . . . 5  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  { (/) } A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
7358, 72jaodan 783 . . . 4  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  ( E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y  \/ 
E. x  e.  { (/)
} A. y  e.  A  -.  x  C.  y ) )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
7457, 73sylan2b 475 . . 3  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  A  -.  x  C.  y )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
7556, 74sylan2 474 . 2  |-  ( ( A  =/=  (/)  /\  E. x  e.  ( A  u.  { (/) } ) A. y  e.  ( A  u.  { (/) } )  -.  x  C.  y )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
761, 52, 75syl2anc 661 1  |-  ( ( A  e.  dom  card  /\  A  =/=  (/)  /\  A. z ( ( z 
C_  A  /\  z  =/=  (/)  /\ [ C.]  Or  z
)  ->  U. z  e.  A ) )  ->  E. x  e.  A  A. y  e.  A  -.  x  C.  y )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 368    /\ wa 369    /\ w3a 965   A.wal 1367    = wceq 1369    e. wcel 1756    =/= wne 2618   A.wral 2727   E.wrex 2728   _Vcvv 2984    \ cdif 3337    u. cun 3338    C_ wss 3340    C. wpss 3341   (/)c0 3649   {csn 3889   U.cuni 4103    Or wor 4652   dom cdm 4852   [ C.] crpss 6371   Fincfn 7322   cardccrd 8117
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4415  ax-sep 4425  ax-nul 4433  ax-pow 4482  ax-pr 4543  ax-un 6384
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2577  df-ne 2620  df-ral 2732  df-rex 2733  df-reu 2734  df-rmo 2735  df-rab 2736  df-v 2986  df-sbc 3199  df-csb 3301  df-dif 3343  df-un 3345  df-in 3347  df-ss 3354  df-pss 3356  df-nul 3650  df-if 3804  df-pw 3874  df-sn 3890  df-pr 3892  df-tp 3894  df-op 3896  df-uni 4104  df-int 4141  df-iun 4185  df-br 4305  df-opab 4363  df-mpt 4364  df-tr 4398  df-eprel 4644  df-id 4648  df-po 4653  df-so 4654  df-fr 4691  df-se 4692  df-we 4693  df-ord 4734  df-on 4735  df-lim 4736  df-suc 4737  df-xp 4858  df-rel 4859  df-cnv 4860  df-co 4861  df-dm 4862  df-rn 4863  df-res 4864  df-ima 4865  df-iota 5393  df-fun 5432  df-fn 5433  df-f 5434  df-f1 5435  df-fo 5436  df-f1o 5437  df-fv 5438  df-isom 5439  df-riota 6064  df-ov 6106  df-oprab 6107  df-mpt2 6108  df-rpss 6372  df-om 6489  df-recs 6844  df-rdg 6878  df-1o 6932  df-oadd 6936  df-er 7113  df-en 7323  df-dom 7324  df-fin 7326  df-card 8121  df-cda 8349
This theorem is referenced by:  zornn0  8689  pgpfac1lem5  16592  lbsextlem4  17254  filssufilg  19496
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