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

Theorem acsmap2d 18644
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 18643 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 17729, 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 17745 . . . 4 (𝜑𝐴 ∈ (Moore‘𝑋))
5 acsmap2d.4 . . . 4 (𝜑𝑆𝐼)
63, 4, 5mrissd 17725 . . 3 (𝜑𝑆𝑋)
7 acsmap2d.5 . . . . 5 (𝜑𝑇𝑋)
84, 2, 7mrcssidd 17714 . . . 4 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑇))
9 acsmap2d.6 . . . 4 (𝜑 → (𝑁𝑆) = (𝑁𝑇))
108, 9sseqtrrd 3968 . . 3 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑁𝑆))
111, 2, 6, 10acsmapd 18643 . 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 17725 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆𝑋)
1613, 2, 15mrcssidd 17714 . . . . . . 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 17712 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁 ran 𝑓) ⊆ 𝑋)
2013, 2, 18, 19mrcssd 17713 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)))
21 frn 6711 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 ⊆ (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
2221unissd 4877 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) → ran 𝑓 (𝒫 𝑆 ∩ Fin))
23 unifpw 9323 . . . . . . . . . . . . 13 (𝒫 𝑆 ∩ Fin) = 𝑆
2422, 23sseqtrdi 3971 . . . . . . . . . . . 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 3941 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → ran 𝑓𝑋)
2713, 2, 26mrcidmd 17715 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁‘(𝑁 ran 𝑓)) = (𝑁 ran 𝑓))
2820, 27sseqtrd 3967 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑇) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
2917, 28eqsstrd 3965 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → (𝑁𝑆) ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3016, 29sstrd 3941 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓:𝑇⟶(𝒫 𝑆 ∩ Fin) ∧ 𝑇 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))) → 𝑆 ⊆ (𝑁 ran 𝑓))
3113, 2, 3, 30, 25, 14mrissmrcd 17729 . . . . 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 3898  wss 3899  𝒫 cpw 4557   cuni 4867  ran crn 5656  wf 6529  cfv 6533  Fincfn 8953  Moorecmre 17667  mrClscmrc 17668  mrIndcmri 17669  ACScacs 17670
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-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-reg 9565  ax-inf2 9621  ax-ac2 10466  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202
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-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-er 8697  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-r1 9747  df-rank 9748  df-scott 9869  df-card 9945  df-ac 10120  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-9 12335  df-n0 12530  df-z 12617  df-dec 12738  df-uz 12889  df-fz 13563  df-struct 17240  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-tset 17362  df-ple 17363  df-ocomp 17364  df-mre 17671  df-mrc 17672  df-mri 17673  df-acs 17674  df-proset 18383  df-drs 18384  df-poset 18402  df-ipo 18617
This theorem is used by:  acsinfd  18645  acsdomd  18646
  Copyright terms: Public domain W3C validator