Theorem clsneifv3 45302

Description: Value of the neighborhoods (convergents) in terms of the closure (interior) function. (Contributed by RP, 27-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
clsnei.o	⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
clsnei.p	⊢ 𝑃 = (𝑛 ∈ V ↦ (𝑝 ∈ (𝒫 𝑛 ↑m 𝒫 𝑛) ↦ (𝑜 ∈ 𝒫 𝑛 ↦ (𝑛 ∖ (𝑝‘(𝑛 ∖ 𝑜))))))
clsnei.d	⊢ 𝐷 = (𝑃‘𝐵)
clsnei.f	⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
clsnei.h	⊢ 𝐻 = (𝐹 ∘ 𝐷)
clsnei.r	⊢ (𝜑 → 𝐾𝐻𝑁)
clsneifv.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
clsneifv3	⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ¬ 𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠))})

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚,𝑠   𝐵,𝑛,𝑜,𝑝,𝑠   𝐷,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚   𝐷,𝑛,𝑜,𝑝   𝑖,𝐹,𝑗,𝑘,𝑙   𝑛,𝐹,𝑜,𝑝   𝑖,𝐾,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚   𝑛,𝐾,𝑜,𝑝   𝑖,𝑁,𝑗,𝑘,𝑙,𝑠   𝑛,𝑁,𝑜,𝑝   𝑋,𝑙,𝑚,𝑠   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑠   𝜑,𝑛,𝑜,𝑝

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚)   𝐷(𝑠)   𝑃(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑜, 𝑠, 𝑝, 𝑙)   𝐹(𝑚, 𝑠)   𝐻(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑜, 𝑠, 𝑝, 𝑙)   𝐾(𝑠)   𝑁(𝑚)   𝑂(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑛, 𝑜, 𝑠, 𝑝, 𝑙)   𝑋(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑛, 𝑜, 𝑝)

Proof of Theorem clsneifv3

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfin5 4095	. 2 ⊢ (𝒫 𝐵 ∩ (𝑁‘𝑋)) = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)}
2		clsnei.o	. . . . . . 7 ⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
3		clsnei.p	. . . . . . 7 ⊢ 𝑃 = (𝑛 ∈ V ↦ (𝑝 ∈ (𝒫 𝑛 ↑m 𝒫 𝑛) ↦ (𝑜 ∈ 𝒫 𝑛 ↦ (𝑛 ∖ (𝑝‘(𝑛 ∖ 𝑜))))))
4		clsnei.d	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 = (𝑃‘𝐵)
5		clsnei.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
6		clsnei.h	. . . . . . 7 ⊢ 𝐻 = (𝐹 ∘ 𝐷)
7		clsnei.r	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐾𝐻𝑁)
8	2, 3, 4, 5, 6, 7	clsneinex 45299	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
9		elmapi 8897	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵) → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
10	8, 9	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
11		clsneifv.x	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
12	10, 11	ffvelcdmd 7109	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝒫 𝒫 𝐵)
13	12	elpwid 4569	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ⊆ 𝒫 𝐵)
14		sseqin2 4123	. . 3 ⊢ ((𝑁‘𝑋) ⊆ 𝒫 𝐵 ↔ (𝒫 𝐵 ∩ (𝑁‘𝑋)) = (𝑁‘𝑋))
15	13, 14	sylib 221	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝒫 𝐵 ∩ (𝑁‘𝑋)) = (𝑁‘𝑋))
16	7	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐾𝐻𝑁)
17	11	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑋 ∈ 𝐵)
18		simpr 490	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
19	2, 3, 4, 5, 6, 16, 17, 18	clsneiel2 45301	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠)) ↔ ¬ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)))
20	19	con2bid 357	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) ↔ ¬ 𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠))))
21	20	rabbidva 3422	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)} = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ¬ 𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠))})
22	1, 15, 21	3eqtr3a 2822	1 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ¬ 𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠))})

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {crab 3416  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∩ cin 4092  𝒫 cpw 4560   class class class wbr 5106   ↦ cmpt 5189   ∘ ccom 5659  ⟶wf 6554  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ∈ cmpo 7445   ↑_m cmap 8875

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-id 5550  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-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-map 8877

This theorem is used by: (None)