Theorem epfrs 8490

Description: The strong form of the Axiom of Regularity (no sethood requirement on 𝐴), with the axiom itself present as an antecedent. See also zfregs 8491. (Contributed by Mario Carneiro, 22-Mar-2013.)

Assertion

Ref	Expression
epfrs	⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)

Distinct variable group:   𝑥,𝐴

Proof of Theorem epfrs

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		n0 3890	. . 3 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ ∃𝑧 𝑧 ∈ 𝐴)
2		snssi 4280	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 → {𝑧} ⊆ 𝐴)
3	2	anim2i 591	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴))
4		ssin 3797	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦 ∩ 𝐴))
5		vex 3176	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑧 ∈ V
6	5	snss 4259	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ↔ {𝑧} ⊆ (𝑦 ∩ 𝐴))
7	4, 6	bitr4i 266	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ {𝑧} ⊆ 𝐴) ↔ 𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴))
8	3, 7	sylib 207	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴))
9		ne0i 3880	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) → (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅)
10	8, 9	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅)
11		inss2 3796	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴
12		vex 3176	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑦 ∈ V
13	12	inex1 4727	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 ∩ 𝐴) ∈ V
14	13	epfrc 5024	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ⊆ 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
15	11, 14	mp3an2 1404	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)
16		elin 3758	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴))
17	16	anbi1i 727	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅))
18		anass 679	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
19	17, 18	bitri 263	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) ↔ (𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)))
20		n0 3890	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ ↔ ∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴))
21		inss1 3795	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝑥 ∩ 𝐴) ⊆ 𝑥
22	21	sseli 3564	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → 𝑤 ∈ 𝑥)
23	22	ancri 573	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)))
24		trel 4687	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → 𝑤 ∈ 𝑦))
25		inass 3785	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝐴 ∩ 𝑥))
26		incom 3767	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 ⊢ (𝐴 ∩ 𝑥) = (𝑥 ∩ 𝐴)
27	26	ineq2i 3773	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 ⊢ (𝑦 ∩ (𝐴 ∩ 𝑥)) = (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴))
28	25, 27	eqtri 2632	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ⊢ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴))
29	28	eleq2i 2680	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ↔ 𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴)))
30		elin 3758	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ⊢ (𝑤 ∈ (𝑦 ∩ (𝑥 ∩ 𝐴)) ↔ (𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)))
31	29, 30	bitr2i 264	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ ((𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) ↔ 𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥))
32		ne0i 3880	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ⊢ (𝑤 ∈ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
33	31, 32	sylbi 206	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ⊢ ((𝑤 ∈ 𝑦 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)
34	33	ex 449	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ⊢ (𝑤 ∈ 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
35	24, 34	syl6 34	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
36	35	expd 451	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ 𝑥 → (𝑥 ∈ 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
37	36	com34 89	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ 𝑥 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))))
38	37	impd 446	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑤 ∈ 𝑥 ∧ 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴)) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
39	23, 38	syl5 33	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
40	39	exlimdv 1848	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (Tr 𝑦 → (∃𝑤 𝑤 ∈ (𝑥 ∩ 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
41	20, 40	syl5bi 231	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
42	41	com23 84	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (Tr 𝑦 → (𝑥 ∈ 𝑦 → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅)))
43	42	imp 444	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ((𝑥 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) ≠ ∅))
44	43	necon4d 2806	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
45	44	anim2d 587	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((Tr 𝑦 ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
46	45	expimpd 627	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅)) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
47	19, 46	syl5bi 231	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴) ∧ ((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅) → (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
48	47	reximdv2 2997	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (Tr 𝑦 → (∃𝑥 ∈ (𝑦 ∩ 𝐴)((𝑦 ∩ 𝐴) ∩ 𝑥) = ∅ → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
49	15, 48	syl5 33	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Tr 𝑦 → (( E Fr 𝐴 ∧ (𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
50	49	expcomd 453	. . . . . . . . 9 ⊢ (Tr 𝑦 → ((𝑦 ∩ 𝐴) ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
51	10, 50	syl5 33	. . . . . . . 8 ⊢ (Tr 𝑦 → (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
52	51	expd 451	. . . . . . 7 ⊢ (Tr 𝑦 → ({𝑧} ⊆ 𝑦 → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))))
53	52	impcom 445	. . . . . 6 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦) → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
54	53	3adant3 1074	. . . . 5 ⊢ (({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦 ⊆ 𝑤)) → (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)))
55		snex 4835	. . . . . 6 ⊢ {𝑧} ∈ V
56	55	tz9.1 8488	. . . . 5 ⊢ ∃𝑦({𝑧} ⊆ 𝑦 ∧ Tr 𝑦 ∧ ∀𝑤(({𝑧} ⊆ 𝑤 ∧ Tr 𝑤) → 𝑦 ⊆ 𝑤))
57	54, 56	exlimiiv 1846	. . . 4 ⊢ (𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
58	57	exlimiv 1845	. . 3 ⊢ (∃𝑧 𝑧 ∈ 𝐴 → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
59	1, 58	sylbi 206	. 2 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → ( E Fr 𝐴 → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅))
60	59	impcom 445	1 ⊢ (( E Fr 𝐴 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 (𝑥 ∩ 𝐴) = ∅)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031  ∀wal 1473   = wceq 1475  ∃wex 1695   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∃wrex 2897   ∩ cin 3539   ⊆ wss 3540  ∅c0 3874  {csn 4125  Tr wtr 4680   E cep 4947   Fr wfr 4994

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-om 6958  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393

This theorem is referenced by:  zfregs  8491