Theorem clsneifv3 45054

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 3906	. 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 45051	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
9		elmapi 8847	. . . . . 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 7073	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝒫 𝒫 𝐵)
13	12	elpwid 4565	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ⊆ 𝒫 𝐵)
14		sseqin2 4168	. . 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 45053	. . . 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 3418	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)} = {𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∣ ¬ 𝑋 ∈ (𝐾‘(𝐵 ∖ 𝑠))})
22	1, 15, 21	3eqtr3a 2819	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 2145  {crab 3412  Vcvv 3450   ∖ cdif 3895   ∩ cin 3897   ⊆ wss 3898  𝒫 cpw 4556   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   ∘ ccom 5651  ⟶wf 6523  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408   ∈ cmpo 7410   ↑_m cmap 8825

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 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734

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 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5542  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-map 8827

This theorem is used by: (None)