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

Theorem acsmap2d 18490
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 18489 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 17575, 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 17591 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
5 acsmap2d.4 . . . 4 (𝜑𝑆𝐼)
63, 4, 5mrissd 17571 . . 3 (𝜑𝑆𝑋)
7 acsmap2d.5 . . . . 5 (𝜑𝑇𝑋)
84, 2, 7mrcssidd 17560 . . . 4 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑇))
9 acsmap2d.6 . . . 4 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
108, 9sseqtrrd 3973 . . 3 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑆))
111, 2, 6, 10acsmapd 18489 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)))
12 simprl 771 . . . . 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 17571 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝑋)
1613, 2, 15mrcssidd 17560 . . . . . . 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 773 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
1913, 2mrcssvd 17558 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁 ran 𝑓) ⊆ 𝑋)
2013, 2, 18, 19mrcssd 17559 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)))
21 frn 6677 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 ⊆ (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
2221unissd 4875 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
23 unifpw 9267 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝑆 ∩ Fin) = 𝑆
2422, 23sseqtrdi 3976 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓𝑆)
2524ad2antrl 729 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑆)
2625, 15sstrd 3946 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑋)
2713, 2, 26mrcidmd 17561 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)) = (𝑁 ran 𝑓))
2820, 27sseqtrd 3972 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
2917, 28eqsstrd 3970 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3016, 29sstrd 3946 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3113, 2, 3, 30, 25, 14mrissmrcd 17575 . . . . 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 1919 . 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 1542  wex 1781  wcel 2114  cin 3902  wss 3903  𝒫 cpw 4556   cuni 4865  ran crn 5633  wf 6496  cfv 6500  Fincfn 8895  Moorecmre 17513  mrClscmrc 17514  mrIndcmri 17515  ACScacs 17516
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-reg 9509  ax-inf2 9562  ax-ac2 10385  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-er 8645  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-r1 9688  df-rank 9689  df-card 9863  df-ac 10038  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-struct 17086  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ocomp 17210  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-mri 17519  df-acs 17520  df-proset 18229  df-drs 18230  df-poset 18248  df-ipo 18463
This theorem is referenced by:  acsinfd  18491  acsdomd  18492
  Copyright terms: Public domain W3C validator