Theorem iinerm 6178

Description: The intersection of a nonempty family of equivalence relations is an equivalence relation. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Sep-2015.)

Assertion

Ref	Expression
iinerm	|- ( ( E. y y e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )

Distinct variable groups:   x, A   x, B   y, A

Allowed substitution hints:   B( y)   R( x, y)

Proof of Theorem iinerm

Dummy variables u a v w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq1 2100	. . . 4 |- ( x = a -> ( x e. A <-> a e. A ) )
2	1	cbvexv 1795	. . 3 |- ( E. x x e. A <-> E. a a e. A )
3		eleq1 2100	. . . 4 |- ( a = y -> ( a e. A <-> y e. A ) )
4	3	cbvexv 1795	. . 3 |- ( E. a a e. A <-> E. y y e. A )
5	2, 4	bitri 173	. 2 |- ( E. x x e. A <-> E. y y e. A )
6		r19.2m 3309	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> E. x e. A R Er B )
7		errel 6115	. . . . . . 7 |- ( R Er B -> Rel R )
8		df-rel 4352	. . . . . . 7 |- ( Rel R <-> R C_ ( _V X. _V ) )
9	7, 8	sylib 127	. . . . . 6 |- ( R Er B -> R C_ ( _V X. _V ) )
10	9	reximi 2416	. . . . 5 |- ( E. x e. A R Er B -> E. x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
11		iinss 3708	. . . . 5 |- ( E. x e. A R C_ ( _V X. _V ) -> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
12	6, 10, 11	3syl 17	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
13		df-rel 4352	. . . 4 |- ( Rel |^|_ x e. A R <-> |^|_ x e. A R C_ ( _V X. _V ) )
14	12, 13	sylibr 137	. . 3 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> Rel |^|_ x e. A R )
15		id 19	. . . . . . . . . 10 |- ( R Er B -> R Er B )
16	15	ersymb 6120	. . . . . . . . 9 |- ( R Er B -> ( u R v <-> v R u ) )
17	16	biimpd 132	. . . . . . . 8 |- ( R Er B -> ( u R v -> v R u ) )
18		df-br 3765	. . . . . . . 8 |- ( u R v <-> <. u , v >. e. R )
19		df-br 3765	. . . . . . . 8 |- ( v R u <-> <. v , u >. e. R )
20	17, 18, 19	3imtr3g 193	. . . . . . 7 |- ( R Er B -> ( <. u , v >. e. R -> <. v , u >. e. R ) )
21	20	ral2imi 2385	. . . . . 6 |- ( A. x e. A R Er B -> ( A. x e. A <. u , v >. e. R -> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
22	21	adantl 262	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A <. u , v >. e. R -> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
23		df-br 3765	. . . . . 6 |- ( u |^|_ x e. A R v <-> <. u , v >. e. |^|_ x e. A R )
24		vex 2560	. . . . . . . 8 |- u e. _V
25		vex 2560	. . . . . . . 8 |- v e. _V
26	24, 25	opex 3966	. . . . . . 7 |- <. u , v >. e. _V
27		eliin 3662	. . . . . . 7 |- ( <. u , v >. e. _V -> ( <. u , v >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , v >. e. R ) )
28	26, 27	ax-mp 7	. . . . . 6 |- ( <. u , v >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , v >. e. R )
29	23, 28	bitri 173	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R v <-> A. x e. A <. u , v >. e. R )
30		df-br 3765	. . . . . 6 |- ( v |^|_ x e. A R u <-> <. v , u >. e. |^|_ x e. A R )
31	25, 24	opex 3966	. . . . . . 7 |- <. v , u >. e. _V
32		eliin 3662	. . . . . . 7 |- ( <. v , u >. e. _V -> ( <. v , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , u >. e. R ) )
33	31, 32	ax-mp 7	. . . . . 6 |- ( <. v , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , u >. e. R )
34	30, 33	bitri 173	. . . . 5 |- ( v |^|_ x e. A R u <-> A. x e. A <. v , u >. e. R )
35	22, 29, 34	3imtr4g 194	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u |^|_ x e. A R v -> v |^|_ x e. A R u ) )
36	35	imp 115	. . 3 |- ( ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) /\ u |^|_ x e. A R v ) -> v |^|_ x e. A R u )
37		r19.26 2441	. . . . . 6 |- ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) <-> ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
38	15	ertr 6121	. . . . . . . . 9 |- ( R Er B -> ( ( u R v /\ v R w ) -> u R w ) )
39		df-br 3765	. . . . . . . . . 10 |- ( v R w <-> <. v , w >. e. R )
40	18, 39	anbi12i 433	. . . . . . . . 9 |- ( ( u R v /\ v R w ) <-> ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) )
41		df-br 3765	. . . . . . . . 9 |- ( u R w <-> <. u , w >. e. R )
42	38, 40, 41	3imtr3g 193	. . . . . . . 8 |- ( R Er B -> ( ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> <. u , w >. e. R ) )
43	42	ral2imi 2385	. . . . . . 7 |- ( A. x e. A R Er B -> ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
44	43	adantl 262	. . . . . 6 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A ( <. u , v >. e. R /\ <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
45	37, 44	syl5bir 142	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) -> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
46		df-br 3765	. . . . . . 7 |- ( v |^|_ x e. A R w <-> <. v , w >. e. |^|_ x e. A R )
47		vex 2560	. . . . . . . . 9 |- w e. _V
48	25, 47	opex 3966	. . . . . . . 8 |- <. v , w >. e. _V
49		eliin 3662	. . . . . . . 8 |- ( <. v , w >. e. _V -> ( <. v , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
50	48, 49	ax-mp 7	. . . . . . 7 |- ( <. v , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. v , w >. e. R )
51	46, 50	bitri 173	. . . . . 6 |- ( v |^|_ x e. A R w <-> A. x e. A <. v , w >. e. R )
52	29, 51	anbi12i 433	. . . . 5 |- ( ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) <-> ( A. x e. A <. u , v >. e. R /\ A. x e. A <. v , w >. e. R ) )
53		df-br 3765	. . . . . 6 |- ( u |^|_ x e. A R w <-> <. u , w >. e. |^|_ x e. A R )
54	24, 47	opex 3966	. . . . . . 7 |- <. u , w >. e. _V
55		eliin 3662	. . . . . . 7 |- ( <. u , w >. e. _V -> ( <. u , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , w >. e. R ) )
56	54, 55	ax-mp 7	. . . . . 6 |- ( <. u , w >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , w >. e. R )
57	53, 56	bitri 173	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R w <-> A. x e. A <. u , w >. e. R )
58	45, 52, 57	3imtr4g 194	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) -> u |^|_ x e. A R w ) )
59	58	imp 115	. . 3 |- ( ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) /\ ( u |^|_ x e. A R v /\ v |^|_ x e. A R w ) ) -> u |^|_ x e. A R w )
60		simpl 102	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> R Er B )
61		simpr 103	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> u e. B )
62	60, 61	erref 6126	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> u R u )
63		df-br 3765	. . . . . . . . . 10 |- ( u R u <-> <. u , u >. e. R )
64	62, 63	sylib 127	. . . . . . . . 9 |- ( ( R Er B /\ u e. B ) -> <. u , u >. e. R )
65	64	expcom 109	. . . . . . . 8 |- ( u e. B -> ( R Er B -> <. u , u >. e. R ) )
66	65	ralimdv 2388	. . . . . . 7 |- ( u e. B -> ( A. x e. A R Er B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
67	66	com12 27	. . . . . 6 |- ( A. x e. A R Er B -> ( u e. B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
68	67	adantl 262	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B -> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
69		r19.26 2441	. . . . . . 7 |- ( A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) <-> ( A. x e. A R Er B /\ A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
70		r19.2m 3309	. . . . . . . . 9 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) ) -> E. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) )
71	24, 24	opeldm 4538	. . . . . . . . . . 11 |- ( <. u , u >. e. R -> u e. dom R )
72		erdm 6116	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( R Er B -> dom R = B )
73	72	eleq2d 2107	. . . . . . . . . . . 12 |- ( R Er B -> ( u e. dom R <-> u e. B ) )
74	73	biimpa 280	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( R Er B /\ u e. dom R ) -> u e. B )
75	71, 74	sylan2 270	. . . . . . . . . 10 |- ( ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B )
76	75	rexlimivw 2429	. . . . . . . . 9 |- ( E. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B )
77	70, 76	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) ) -> u e. B )
78	77	ex 108	. . . . . . 7 |- ( E. x x e. A -> ( A. x e. A ( R Er B /\ <. u , u >. e. R ) -> u e. B ) )
79	69, 78	syl5bir 142	. . . . . 6 |- ( E. x x e. A -> ( ( A. x e. A R Er B /\ A. x e. A <. u , u >. e. R ) -> u e. B ) )
80	79	expdimp 246	. . . . 5 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( A. x e. A <. u , u >. e. R -> u e. B ) )
81	68, 80	impbid 120	. . . 4 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B <-> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
82		df-br 3765	. . . . 5 |- ( u |^|_ x e. A R u <-> <. u , u >. e. |^|_ x e. A R )
83	24, 24	opex 3966	. . . . . 6 |- <. u , u >. e. _V
84		eliin 3662	. . . . . 6 |- ( <. u , u >. e. _V -> ( <. u , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , u >. e. R ) )
85	83, 84	ax-mp 7	. . . . 5 |- ( <. u , u >. e. |^|_ x e. A R <-> A. x e. A <. u , u >. e. R )
86	82, 85	bitri 173	. . . 4 |- ( u |^|_ x e. A R u <-> A. x e. A <. u , u >. e. R )
87	81, 86	syl6bbr 187	. . 3 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> ( u e. B <-> u |^|_ x e. A R u ) )
88	14, 36, 59, 87	iserd 6132	. 2 |- ( ( E. x x e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )
89	5, 88	sylanbr 269	1 |- ( ( E. y y e. A /\ A. x e. A R Er B ) -> |^|_ x e. A R Er B )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 97   <-> wb 98   E.wex 1381   e. wcel 1393   A.wral 2306   E.wrex 2307   _Vcvv 2557   C_ wss 2917   <.cop 3378   |^|_ciin 3658   class class class wbr 3764   X. cxp 4343   dom cdm 4345   Rel wrel 4350   Er wer 6103

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 99  ax-ia2 100  ax-ia3 101  ax-io 630  ax-5 1336  ax-7 1337  ax-gen 1338  ax-ie1 1382  ax-ie2 1383  ax-8 1395  ax-10 1396  ax-11 1397  ax-i12 1398  ax-bndl 1399  ax-4 1400  ax-14 1405  ax-17 1419  ax-i9 1423  ax-ial 1427  ax-i5r 1428  ax-ext 2022  ax-sep 3875  ax-pow 3927  ax-pr 3944

This theorem depends on definitions:  df-bi 110  df-3an 887  df-tru 1246  df-nf 1350  df-sb 1646  df-eu 1903  df-mo 1904  df-clab 2027  df-cleq 2033  df-clel 2036  df-nfc 2167  df-ral 2311  df-rex 2312  df-v 2559  df-un 2922  df-in 2924  df-ss 2931  df-pw 3361  df-sn 3381  df-pr 3382  df-op 3384  df-iin 3660  df-br 3765  df-opab 3819  df-xp 4351  df-rel 4352  df-cnv 4353  df-co 4354  df-dm 4355  df-er 6106

This theorem is referenced by:  riinerm  6179