MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  acsmap2d Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem acsmap2d 18514
Description: In an algebraic closure system, if 𝑆 and 𝑇 have the same closure and 𝑆 is independent, then there is a map 𝑓 from 𝑇 into the set of finite subsets of 𝑆 such that 𝑆 equals the union of ran 𝑓. This is proven by taking the map 𝑓 from acsmapd 18513 and observing that, since 𝑆 and 𝑇 have the same closure, the closure of ran 𝑓 must contain 𝑆. Since 𝑆 is independent, by mrissmrcd 17601, ran 𝑓 must equal 𝑆. See Section II.5 in [Cohn] p. 81 to 82. (Contributed by David Moews, 1-May-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
acsmap2d.1 (𝜑𝐴 ∈ (ACS‘𝑋))
acsmap2d.2 𝑁 = (mrCls‘𝐴)
acsmap2d.3 𝐼 = (mrInd‘𝐴)
acsmap2d.4 (𝜑𝑆𝐼)
acsmap2d.5 (𝜑𝑇𝑋)
acsmap2d.6 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
Assertion
Ref Expression
acsmap2d (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓))
Distinct variable groups:   𝑆,𝑓   𝑇,𝑓   𝜑,𝑓   𝑓,𝑁
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑓)   𝐼(𝑓)   𝑋(𝑓)

Proof of Theorem acsmap2d
StepHypRef Expression
1 acsmap2d.1 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ (ACS‘𝑋))
2 acsmap2d.2 . . 3 𝑁 = (mrCls‘𝐴)
3 acsmap2d.3 . . . 4 𝐼 = (mrInd‘𝐴)
41acsmred 17617 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
5 acsmap2d.4 . . . 4 (𝜑𝑆𝐼)
63, 4, 5mrissd 17597 . . 3 (𝜑𝑆𝑋)
7 acsmap2d.5 . . . . 5 (𝜑𝑇𝑋)
84, 2, 7mrcssidd 17586 . . . 4 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑇))
9 acsmap2d.6 . . . 4 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
108, 9sseqtrrd 3984 . . 3 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑆))
111, 2, 6, 10acsmapd 18513 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)))
12 simprl 770 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin))
134adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
145adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝐼)
153, 13, 14mrissd 17597 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝑋)
1613, 2, 15mrcssidd 17586 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁𝑆))
179adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
18 simprr 772 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
1913, 2mrcssvd 17584 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁 ran 𝑓) ⊆ 𝑋)
2013, 2, 18, 19mrcssd 17585 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)))
21 frn 6695 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 ⊆ (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
2221unissd 4881 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
23 unifpw 9306 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝑆 ∩ Fin) = 𝑆
2422, 23sseqtrdi 3987 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓𝑆)
2524ad2antrl 728 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑆)
2625, 15sstrd 3957 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑋)
2713, 2, 26mrcidmd 17587 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)) = (𝑁 ran 𝑓))
2820, 27sseqtrd 3983 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
2917, 28eqsstrd 3981 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3016, 29sstrd 3957 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3113, 2, 3, 30, 25, 14mrissmrcd 17601 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 = ran 𝑓)
3212, 31jca 511 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓))
3332ex 412 . . 3 (𝜑 → ((𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)) → (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓)))
3433eximdv 1917 . 2 (𝜑 → (∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)) → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓)))
3511, 34mpd 15 1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wex 1779  wcel 2109  cin 3913  wss 3914  𝒫 cpw 4563   cuni 4871  ran crn 5639  wf 6507  cfv 6511  Fincfn 8918  Moorecmre 17543  mrClscmrc 17544  mrIndcmri 17545  ACScacs 17546
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-reg 9545  ax-inf2 9594  ax-ac2 10416  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-r1 9717  df-rank 9718  df-card 9892  df-ac 10069  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-3 12250  df-4 12251  df-5 12252  df-6 12253  df-7 12254  df-8 12255  df-9 12256  df-n0 12443  df-z 12530  df-dec 12650  df-uz 12794  df-fz 13469  df-struct 17117  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ocomp 17241  df-mre 17547  df-mrc 17548  df-mri 17549  df-acs 17550  df-proset 18255  df-drs 18256  df-poset 18274  df-ipo 18487
This theorem is referenced by:  acsinfd  18515  acsdomd  18516
  Copyright terms: Public domain W3C validator