Theorem acsfn2 17784

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 4564	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → 𝑎 ⊆ 𝑋)
2		ralss 4004	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎 ↔ ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎)))
3		ralss 4004	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 ⊆ 𝑋 → (∀𝑐 ∈ 𝑎 (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ ∀𝑐 ∈ 𝑋 (𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎))))
4		r19.21v 3187	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑐 ∈ 𝑎 (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ (𝑏 ∈ 𝑎 → ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎))
5		impexp 456	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑐 ∈ 𝑎 ∧ 𝑏 ∈ 𝑎) → 𝐸 ∈ 𝑎) ↔ (𝑐 ∈ 𝑎 → (𝑏 ∈ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)))
6		vex 3454	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑐 ∈ V
7		vex 3454	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑏 ∈ V
8	6, 7	prss 4781	. . . . . . . . . . 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 3108	. . . . . . . 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 3185	. . . . . 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 3416	. . 3 ⊢ {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑎 ∀𝑐 ∈ 𝑎 𝐸 ∈ 𝑎} = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏 ∈ 𝑋 ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)}
17		riinrab 5044	. . 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 2786	. 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 17779	. . 3 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
20		riinrab 5044	. . . . . . 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 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
22		simpll 779	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → 𝑋 ∈ 𝑉)
23		simprr 785	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → 𝐸 ∈ 𝑋)
24		prssi 4782	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
25	24	ancoms 464	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑏 ∈ 𝑋 ∧ 𝑐 ∈ 𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
26	25	ad2ant2lr 761	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
27		prfi 9293	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {𝑐, 𝑏} ∈ Fin
28	27	a1i 11	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ∈ Fin)
29		acsfn 17780	. . . . . . . . . . . 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 852	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ (𝑐 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∈ 𝑋)) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
31	30	expr 462	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ 𝑐 ∈ 𝑋) → (𝐸 ∈ 𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
32	31	ralimdva 3174	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → (∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋 → ∀𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
33	32	imp 412	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → ∀𝑐 ∈ 𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
34		mreriincl 17715	. . . . . . . 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 596	. . . . . . 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 2865	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) ∧ ∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
37	36	ex 418	. . . . 5 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑏 ∈ 𝑋) → (∀𝑐 ∈ 𝑋 𝐸 ∈ 𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐 ∈ 𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎 → 𝐸 ∈ 𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
38	37	ralimdva 3174	. . . 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 412	. . 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 17715	. . 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 698	. 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 2864	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 401   ∈ wcel 2145  ∀wral 3076  {crab 3412   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  𝒫 cpw 4557  {cpr 4586  ∩ ciin 4952  ‘cfv 6528  Fincfn 8952  Moorecmre 17699  ACScacs 17702

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7735

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5543  df-eprel 5548  df-po 5556  df-so 5557  df-fr 5601  df-we 5603  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6530  df-fn 6531  df-f 6532  df-f1 6533  df-fo 6534  df-f1o 6535  df-fv 6536  df-om 7862  df-1o 8455  df-2o 8456  df-en 8953  df-fin 8956  df-mre 17703  df-mrc 17704  df-acs 17706

This theorem is used by:  submgmacs  18853  submacs  18970