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

Theorem acsmap2d 18636
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 18635 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 17721, 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 17737 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
5 acsmap2d.4 . . . 4 (𝜑𝑆𝐼)
63, 4, 5mrissd 17717 . . 3 (𝜑𝑆𝑋)
7 acsmap2d.5 . . . . 5 (𝜑𝑇𝑋)
84, 2, 7mrcssidd 17706 . . . 4 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑇))
9 acsmap2d.6 . . . 4 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
108, 9sseqtrrd 3977 . . 3 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑆))
111, 2, 6, 10acsmapd 18635 . 2 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)))
12 simprl 783 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin))
134adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
145adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝐼)
153, 13, 14mrissd 17717 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝑋)
1613, 2, 15mrcssidd 17706 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁𝑆))
179adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
18 simprr 785 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
1913, 2mrcssvd 17704 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁 ran 𝑓) ⊆ 𝑋)
2013, 2, 18, 19mrcssd 17705 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)))
21 frn 6720 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 ⊆ (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
2221unissd 4887 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
23 unifpw 9322 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝑆 ∩ Fin) = 𝑆
2422, 23sseqtrdi 3980 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓𝑆)
2524ad2antrl 741 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑆)
2625, 15sstrd 3950 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑋)
2713, 2, 26mrcidmd 17707 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)) = (𝑁 ran 𝑓))
2820, 27sseqtrd 3976 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
2917, 28eqsstrd 3974 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3016, 29sstrd 3950 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3113, 2, 3, 30, 25, 14mrissmrcd 17721 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 = ran 𝑓)
3212, 31jca 521 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓))
3332ex 418 . . 3 (𝜑 → ((𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)) → (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓)))
3433eximdv 1950 . 2 (𝜑 → (∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓)) → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓)))
3511, 34mpd 16 1 (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑆 = ran 𝑓))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wex 1812  wcel 2146  cin 3907  wss 3908  𝒫 cpw 4567   cuni 4877  ran crn 5667  wf 6539  cfv 6543  Fincfn 8952  Moorecmre 17659  mrClscmrc 17660  mrIndcmri 17661  ACScacs 17662
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2738  ax-rep 5243  ax-sep 5262  ax-nul 5274  ax-pow 5341  ax-pr 5409  ax-un 7745  ax-reg 9564  ax-inf2 9620  ax-ac2 10465  ax-cnex 11174  ax-resscn 11175  ax-1cn 11176  ax-icn 11177  ax-addcl 11178  ax-addrcl 11179  ax-mulcl 11180  ax-mulrcl 11181  ax-mulcom 11182  ax-addass 11183  ax-mulass 11184  ax-distr 11185  ax-i2m1 11186  ax-1ne0 11187  ax-1rid 11188  ax-rnegex 11189  ax-rrecex 11190  ax-cnre 11191  ax-pre-lttri 11192  ax-pre-lttrn 11193  ax-pre-ltadd 11194  ax-pre-mulgt0 11195
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 2570  df-eu 2600  df-clab 2745  df-cleq 2758  df-clel 2841  df-nfc 2915  df-ne 2962  df-nel 3068  df-ral 3083  df-rex 3093  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3420  df-v 3460  df-sbc 3748  df-csb 3857  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3928  df-nul 4290  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-op 4601  df-uni 4878  df-int 4918  df-iun 4963  df-iin 4964  df-br 5115  df-opab 5179  df-mpt 5198  df-tr 5224  df-id 5561  df-eprel 5566  df-po 5574  df-so 5575  df-fr 5619  df-se 5620  df-we 5621  df-xp 5672  df-rel 5673  df-cnv 5674  df-co 5675  df-dm 5676  df-rn 5677  df-res 5678  df-ima 5679  df-pred 6309  df-ord 6370  df-on 6371  df-lim 6372  df-suc 6373  df-iota 6499  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7380  df-ov 7426  df-oprab 7427  df-mpo 7428  df-om 7872  df-1st 7995  df-2nd 7996  df-frecs 8287  df-wrecs 8318  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8703  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-r1 9746  df-rank 9747  df-scott 9868  df-card 9944  df-ac 10119  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11461  df-neg 11462  df-nn 12252  df-2 12321  df-3 12322  df-4 12323  df-5 12324  df-6 12325  df-7 12326  df-8 12327  df-9 12328  df-n0 12523  df-z 12610  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-struct 17232  df-slot 17267  df-ndx 17279  df-base 17295  df-tset 17354  df-ple 17355  df-ocomp 17356  df-mre 17663  df-mrc 17664  df-mri 17665  df-acs 17666  df-proset 18375  df-drs 18376  df-poset 18394  df-ipo 18609
This theorem is used by:  acsinfd  18637  acsdomd  18638
  Copyright terms: Public domain W3C validator