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Theorem nacsfix 36794
Description: An increasing sequence of closed sets in a Noetherian-type closure system eventually fixates. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
nacsfix ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑧 ∈ (ℤ𝑦)(𝐹𝑧) = (𝐹𝑦))
Distinct variable groups:   𝑧,𝐶,𝑦   𝑦,𝐹,𝑧   𝑧,𝑋,𝑦   𝑥,𝑦,𝑧,𝐹
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥)   𝑋(𝑥)

Proof of Theorem nacsfix
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑤 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvssunirn 6184 . . . . 5 (𝐹𝑧) ⊆ ran 𝐹
2 simplrr 800 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑦) = ran 𝐹)
31, 2syl5sseqr 3639 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑧) ⊆ (𝐹𝑦))
4 simpll3 1100 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)))
5 simplrl 799 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → 𝑦 ∈ ℕ0)
6 simpr 477 . . . . 5 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → 𝑧 ∈ (ℤ𝑦))
7 incssnn0 36793 . . . . 5 ((∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑦) ⊆ (𝐹𝑧))
84, 5, 6, 7syl3anc 1323 . . . 4 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑦) ⊆ (𝐹𝑧))
93, 8eqssd 3605 . . 3 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) ∧ 𝑧 ∈ (ℤ𝑦)) → (𝐹𝑧) = (𝐹𝑦))
109ralrimiva 2962 . 2 (((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑦 ∈ ℕ0 ∧ (𝐹𝑦) = ran 𝐹)) → ∀𝑧 ∈ (ℤ𝑦)(𝐹𝑧) = (𝐹𝑦))
11 frn 6020 . . . . . . . 8 (𝐹:ℕ0𝐶 → ran 𝐹𝐶)
12113ad2ant2 1081 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ran 𝐹𝐶)
13 elpw2g 4797 . . . . . . . 8 (𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) → (ran 𝐹 ∈ 𝒫 𝐶 ↔ ran 𝐹𝐶))
14133ad2ant1 1080 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (ran 𝐹 ∈ 𝒫 𝐶 ↔ ran 𝐹𝐶))
1512, 14mpbird 247 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ran 𝐹 ∈ 𝒫 𝐶)
16 elex 3202 . . . . . 6 (ran 𝐹 ∈ 𝒫 𝐶 → ran 𝐹 ∈ V)
1715, 16syl 17 . . . . 5 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ran 𝐹 ∈ V)
18 ffn 6012 . . . . . . . 8 (𝐹:ℕ0𝐶𝐹 Fn ℕ0)
19183ad2ant2 1081 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → 𝐹 Fn ℕ0)
20 0nn0 11267 . . . . . . 7 0 ∈ ℕ0
21 fnfvelrn 6322 . . . . . . 7 ((𝐹 Fn ℕ0 ∧ 0 ∈ ℕ0) → (𝐹‘0) ∈ ran 𝐹)
2219, 20, 21sylancl 693 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (𝐹‘0) ∈ ran 𝐹)
23 ne0i 3903 . . . . . 6 ((𝐹‘0) ∈ ran 𝐹 → ran 𝐹 ≠ ∅)
2422, 23syl 17 . . . . 5 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ran 𝐹 ≠ ∅)
25 nn0re 11261 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ ℕ0𝑎 ∈ ℝ)
2625ad2antrl 763 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) → 𝑎 ∈ ℝ)
27 nn0re 11261 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℝ)
2827ad2antll 764 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) → 𝑏 ∈ ℝ)
29 simplrr 800 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → 𝑏 ∈ ℕ0)
30 simpll3 1100 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)))
31 simplrl 799 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → 𝑎 ∈ ℕ0)
32 nn0z 11360 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑎 ∈ ℕ0𝑎 ∈ ℤ)
33 nn0z 11360 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑏 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℤ)
34 eluz 11661 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑏 ∈ (ℤ𝑎) ↔ 𝑎𝑏))
3532, 33, 34syl2an 494 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0) → (𝑏 ∈ (ℤ𝑎) ↔ 𝑎𝑏))
3635biimpar 502 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0) ∧ 𝑎𝑏) → 𝑏 ∈ (ℤ𝑎))
3736adantll 749 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → 𝑏 ∈ (ℤ𝑎))
38 incssnn0 36793 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∧ 𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ (ℤ𝑎)) → (𝐹𝑎) ⊆ (𝐹𝑏))
3930, 31, 37, 38syl3anc 1323 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → (𝐹𝑎) ⊆ (𝐹𝑏))
40 ssequn1 3767 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑎) ⊆ (𝐹𝑏) ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑏))
4139, 40sylib 208 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑏))
42 eqimss 3642 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑏) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑏))
4341, 42syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑏))
44 fveq2 6158 . . . . . . . . . . 11 (𝑐 = 𝑏 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑏))
4544sseq2d 3618 . . . . . . . . . 10 (𝑐 = 𝑏 → (((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐) ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑏)))
4645rspcev 3299 . . . . . . . . 9 ((𝑏 ∈ ℕ0 ∧ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑏)) → ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
4729, 43, 46syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑎𝑏) → ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
48 simplrl 799 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → 𝑎 ∈ ℕ0)
49 simpll3 1100 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)))
50 simplrr 800 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → 𝑏 ∈ ℕ0)
51 eluz 11661 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑏 ∈ ℤ ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 ∈ (ℤ𝑏) ↔ 𝑏𝑎))
5233, 32, 51syl2anr 495 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0) → (𝑎 ∈ (ℤ𝑏) ↔ 𝑏𝑎))
5352biimpar 502 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0) ∧ 𝑏𝑎) → 𝑎 ∈ (ℤ𝑏))
5453adantll 749 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → 𝑎 ∈ (ℤ𝑏))
55 incssnn0 36793 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1)) ∧ 𝑏 ∈ ℕ0𝑎 ∈ (ℤ𝑏)) → (𝐹𝑏) ⊆ (𝐹𝑎))
5649, 50, 54, 55syl3anc 1323 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → (𝐹𝑏) ⊆ (𝐹𝑎))
57 ssequn2 3770 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑏) ⊆ (𝐹𝑎) ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑎))
5856, 57sylib 208 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑎))
59 eqimss 3642 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) = (𝐹𝑎) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑎))
6058, 59syl 17 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑎))
61 fveq2 6158 . . . . . . . . . . 11 (𝑐 = 𝑎 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑎))
6261sseq2d 3618 . . . . . . . . . 10 (𝑐 = 𝑎 → (((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐) ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑎)))
6362rspcev 3299 . . . . . . . . 9 ((𝑎 ∈ ℕ0 ∧ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑎)) → ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
6448, 60, 63syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) ∧ 𝑏𝑎) → ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
6526, 28, 47, 64lecasei 10103 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) ∧ (𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0)) → ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
6665ralrimivva 2967 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∀𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐))
67 uneq1 3744 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = (𝐹𝑎) → (𝑦𝑧) = ((𝐹𝑎) ∪ 𝑧))
6867sseq1d 3617 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (𝐹𝑎) → ((𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤))
6968rexbidv 3047 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝐹𝑎) → (∃𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∃𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤))
7069ralbidv 2982 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐹𝑎) → (∀𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤))
7170ralrn 6328 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤))
72 uneq2 3745 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧 = (𝐹𝑏) → ((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) = ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)))
7372sseq1d 3617 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = (𝐹𝑏) → (((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤))
7473rexbidv 3047 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = (𝐹𝑏) → (∃𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∃𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤))
7574ralrn 6328 . . . . . . . . . 10 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑏 ∈ ℕ0𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤))
76 sseq2 3612 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 = (𝐹𝑐) → (((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤 ↔ ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
7776rexrn 6327 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 Fn ℕ0 → (∃𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤 ↔ ∃𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
7877ralbidv 2982 . . . . . . . . . 10 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑏 ∈ ℕ0𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
7975, 78bitrd 268 . . . . . . . . 9 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
8079ralbidv 2982 . . . . . . . 8 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑎 ∈ ℕ0𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹((𝐹𝑎) ∪ 𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
8171, 80bitrd 268 . . . . . . 7 (𝐹 Fn ℕ0 → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
8219, 81syl 17 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (∀𝑦 ∈ ran 𝐹𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤 ↔ ∀𝑎 ∈ ℕ0𝑏 ∈ ℕ0𝑐 ∈ ℕ0 ((𝐹𝑎) ∪ (𝐹𝑏)) ⊆ (𝐹𝑐)))
8366, 82mpbird 247 . . . . 5 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∀𝑦 ∈ ran 𝐹𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤)
84 isipodrs 17101 . . . . 5 ((toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset ↔ (ran 𝐹 ∈ V ∧ ran 𝐹 ≠ ∅ ∧ ∀𝑦 ∈ ran 𝐹𝑧 ∈ ran 𝐹𝑤 ∈ ran 𝐹(𝑦𝑧) ⊆ 𝑤))
8517, 24, 83, 84syl3anbrc 1244 . . . 4 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → (toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset)
86 isnacs3 36792 . . . . . . 7 (𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ↔ (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑦 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑦) ∈ Dirset → 𝑦𝑦)))
8786simprbi 480 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) → ∀𝑦 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑦) ∈ Dirset → 𝑦𝑦))
88873ad2ant1 1080 . . . . 5 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∀𝑦 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑦) ∈ Dirset → 𝑦𝑦))
89 fveq2 6158 . . . . . . . 8 (𝑦 = ran 𝐹 → (toInc‘𝑦) = (toInc‘ran 𝐹))
9089eleq1d 2683 . . . . . . 7 (𝑦 = ran 𝐹 → ((toInc‘𝑦) ∈ Dirset ↔ (toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset))
91 unieq 4417 . . . . . . . 8 (𝑦 = ran 𝐹 𝑦 = ran 𝐹)
92 id 22 . . . . . . . 8 (𝑦 = ran 𝐹𝑦 = ran 𝐹)
9391, 92eleq12d 2692 . . . . . . 7 (𝑦 = ran 𝐹 → ( 𝑦𝑦 ran 𝐹 ∈ ran 𝐹))
9490, 93imbi12d 334 . . . . . 6 (𝑦 = ran 𝐹 → (((toInc‘𝑦) ∈ Dirset → 𝑦𝑦) ↔ ((toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset → ran 𝐹 ∈ ran 𝐹)))
9594rspcva 3297 . . . . 5 ((ran 𝐹 ∈ 𝒫 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑦) ∈ Dirset → 𝑦𝑦)) → ((toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset → ran 𝐹 ∈ ran 𝐹))
9615, 88, 95syl2anc 692 . . . 4 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ((toInc‘ran 𝐹) ∈ Dirset → ran 𝐹 ∈ ran 𝐹))
9785, 96mpd 15 . . 3 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ran 𝐹 ∈ ran 𝐹)
98 fvelrnb 6210 . . . 4 (𝐹 Fn ℕ0 → ( ran 𝐹 ∈ ran 𝐹 ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ0 (𝐹𝑦) = ran 𝐹))
9919, 98syl 17 . . 3 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ( ran 𝐹 ∈ ran 𝐹 ↔ ∃𝑦 ∈ ℕ0 (𝐹𝑦) = ran 𝐹))
10097, 99mpbid 222 . 2 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∃𝑦 ∈ ℕ0 (𝐹𝑦) = ran 𝐹)
10110, 100reximddv 3014 1 ((𝐶 ∈ (NoeACS‘𝑋) ∧ 𝐹:ℕ0𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ0 (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹‘(𝑥 + 1))) → ∃𝑦 ∈ ℕ0𝑧 ∈ (ℤ𝑦)(𝐹𝑧) = (𝐹𝑦))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  wral 2908  wrex 2909  Vcvv 3190  cun 3558  wss 3560  c0 3897  𝒫 cpw 4136   cuni 4409   class class class wbr 4623  ran crn 5085   Fn wfn 5852  wf 5853  cfv 5857  (class class class)co 6615  cr 9895  0cc0 9896  1c1 9897   + caddc 9899  cle 10035  0cn0 11252  cz 11337  cuz 11647  Moorecmre 16182  Dirsetcdrs 16867  toInccipo 17091  NoeACScnacs 36784
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-int 4448  df-iun 4494  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-1o 7520  df-oadd 7524  df-er 7702  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-fin 7919  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-nn 10981  df-2 11039  df-3 11040  df-4 11041  df-5 11042  df-6 11043  df-7 11044  df-8 11045  df-9 11046  df-n0 11253  df-z 11338  df-dec 11454  df-uz 11648  df-fz 12285  df-struct 15802  df-ndx 15803  df-slot 15804  df-base 15805  df-tset 15900  df-ple 15901  df-ocomp 15903  df-mre 16186  df-mrc 16187  df-acs 16189  df-preset 16868  df-drs 16869  df-poset 16886  df-ipo 17092  df-nacs 36785
This theorem is referenced by:  hbt  37220
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