Theorem acsfn2 17723

Description: Algebraicity of a two-argument closure condition. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Apr-2015.)

Assertion

Ref	Expression
acsfn2	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎} ∈ (ACS‘𝑋))

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑐,𝑉   𝑋,𝑎,𝑏,𝑐   𝐸,𝑎

Allowed substitution hints:   𝐸(𝑏, 𝑐)

Proof of Theorem acsfn2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elpwi 4569	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑎 ⊆ 𝑋)
2		ralss 4010	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎)))
3		ralss 4010	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑐 ∈ 𝑎 (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎))))
4		r19.21v 3190	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝑎 (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ (𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎))
5		impexp 455	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑐 ∈ 𝑎 ∧ 𝑏 ∈ 𝑎) → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ (𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
6		vex 3459	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑐 ∈ V
7		vex 3459	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑏 ∈ V
8	6, 7	prss 4786	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑎 ∧ 𝑏 ∈ 𝑎) ↔ {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎)
9	8	imbi1i 352	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑐 ∈ 𝑎 ∧ 𝑏 ∈ 𝑎) → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎))
10	5, 9	bitr3i 280	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)) ↔ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎))
11	10	ralbii 3111	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎))
12	3, 4, 11	3bitr3g 316	. . . . . . 7 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → ((𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
13	12	ralbidv 3188	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
14	2, 13	bitrd 282	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
15	1, 14	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → (∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
16	15	rabbiia 3420	. . 3 ⊢ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎} = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}
17		riinrab 5050	. . 3 ⊢ (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}
18	16, 17	eqtr4i 2789	. 2 ⊢ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎} = (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)})
19		mreacs 17718	. . 3 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
20		riinrab 5050	. . . . . . 7 ⊢ (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}
21	19	ad2antrr 738	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
22		simpll 778	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → 𝑋 ∈ 𝑉)
23		simprr 784	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → 𝐸 ∈ 𝑋)
24		prssi 4787	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
25	24	ancoms 463	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
26	25	ad2ant2lr 760	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
27		prfi 9279	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑐, 𝑏} ∈ Fin
28	27	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ∈ Fin)
29		acsfn 17719	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋) ∧ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋 ∧ {𝑐, 𝑏} ∈ Fin)) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
30	22, 23, 26, 28, 29	syl22anc 851	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
31	30	expr 461	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ 𝑐 ∈ 𝑋) → (𝐸 ∈ 𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
32	31	ralimdva 3177	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → (∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋 → ∀𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
33	32	imp 411	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → ∀𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
34		mreriincl 17654	. . . . . . . 8 ⊢ (((ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)) → (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
35	21, 33, 34	syl2anc 595	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
36	20, 35	eqeltrrid 2868	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
37	36	ex 417	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → (∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
38	37	ralimdva 3177	. . . 4 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋 → ∀𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
39	38	imp 411	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → ∀𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
40		mreriincl 17654	. . 3 ⊢ (((ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋) ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)) → (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
41	19, 39, 40	syl2an2r 697	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → (𝒫 𝑋 ∩ ∩ 𝑏 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
42	18, 41	eqeltrid 2867	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎} ∈ (ACS‘𝑋))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∈ wcel 2143  ∀wral 3079  {crab 3416   ∩ cin 3904   ⊆ wss 3905  𝒫 cpw 4562  {cpr 4591  ∩ ciin 4957  ‘cfv 6536  Fincfn 8939  Moorecmre 17638  ACScacs 17641

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-om 7859  df-1o 8449  df-2o 8450  df-en 8940  df-fin 8943  df-mre 17642  df-mrc 17643  df-acs 17645

This theorem is used by:  submgmacs  18779  submacs  18890