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

Theorem acsmap2d 18649
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 18648 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 17734, 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 17750 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
5 acsmap2d.4 . . . 4 (𝜑𝑆𝐼)
63, 4, 5mrissd 17730 . . 3 (𝜑𝑆𝑋)
7 acsmap2d.5 . . . . 5 (𝜑𝑇𝑋)
84, 2, 7mrcssidd 17719 . . . 4 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑇))
9 acsmap2d.6 . . . 4 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
108, 9sseqtrrd 3971 . . 3 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑆))
111, 2, 6, 10acsmapd 18648 . 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 17730 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝑋)
1613, 2, 15mrcssidd 17719 . . . . . . 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 17717 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁 ran 𝑓) ⊆ 𝑋)
2013, 2, 18, 19mrcssd 17718 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)))
21 frn 6714 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 ⊆ (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
2221unissd 4880 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
23 unifpw 9326 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝑆 ∩ Fin) = 𝑆
2422, 23sseqtrdi 3974 . . . . . . . . . . . 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 3944 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑋)
2713, 2, 26mrcidmd 17720 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)) = (𝑁 ran 𝑓))
2820, 27sseqtrd 3970 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
2917, 28eqsstrd 3968 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3016, 29sstrd 3944 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3113, 2, 3, 30, 25, 14mrissmrcd 17734 . . . . 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 2145  cin 3901  wss 3902  𝒫 cpw 4560   cuni 4870  ran crn 5660  wf 6533  cfv 6537  Fincfn 8956  Moorecmre 17672  mrClscmrc 17673  mrIndcmri 17674  ACScacs 17675
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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7740  ax-reg 9568  ax-inf2 9624  ax-ac2 10469  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205
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 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-r1 9750  df-rank 9751  df-scott 9872  df-card 9948  df-ac 10123  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-4 12333  df-5 12334  df-6 12335  df-7 12336  df-8 12337  df-9 12338  df-n0 12533  df-z 12620  df-dec 12741  df-uz 12892  df-fz 13566  df-struct 17245  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-tset 17367  df-ple 17368  df-ocomp 17369  df-mre 17676  df-mrc 17677  df-mri 17678  df-acs 17679  df-proset 18388  df-drs 18389  df-poset 18407  df-ipo 18622
This theorem is used by:  acsinfd  18650  acsdomd  18651
  Copyright terms: Public domain W3C validator