Theorem clsneifv4 44107

Description: Value of the closure (interior) function in terms of the neighborhoods (convergents) 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.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
clsneifv4	⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)})

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚,𝑥   𝐵,𝑛,𝑜,𝑝,𝑥   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,𝑥   𝑛,𝐾,𝑜,𝑝   𝑖,𝑁,𝑗,𝑘,𝑙   𝑛,𝑁,𝑜,𝑝   𝑆,𝑚,𝑥   𝑆,𝑜   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑥   𝜑,𝑛,𝑜,𝑝

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

Proof of Theorem clsneifv4

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfin5 3925	. 2 ⊢ (𝐵 ∩ (𝐾‘𝑆)) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑥 ∈ (𝐾‘𝑆)}
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	clsneikex 44102	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
9		elmapi 8825	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵) → 𝐾:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
10	8, 9	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
11		clsneifv.s	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
12	10, 11	ffvelcdmd 7060	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) ∈ 𝒫 𝐵)
13	12	elpwid 4575	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) ⊆ 𝐵)
14		sseqin2 4189	. . 3 ⊢ ((𝐾‘𝑆) ⊆ 𝐵 ↔ (𝐵 ∩ (𝐾‘𝑆)) = (𝐾‘𝑆))
15	13, 14	sylib 218	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∩ (𝐾‘𝑆)) = (𝐾‘𝑆))
16	7	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐾𝐻𝑁)
17		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
18	11	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
19	2, 3, 4, 5, 6, 16, 17, 18	clsneiel1 44104	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐾‘𝑆) ↔ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)))
20	19	rabbidva 3415	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑥 ∈ (𝐾‘𝑆)} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)})
21	1, 15, 20	3eqtr3a 2789	1 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)})

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  {crab 3408  Vcvv 3450   ∖ cdif 3914   ∩ cin 3916   ⊆ wss 3917  𝒫 cpw 4566   class class class wbr 5110   ↦ cmpt 5191   ∘ ccom 5645  ⟶wf 6510  ‘cfv 6514  (class class class)co 7390   ∈ cmpo 7392   ↑_m cmap 8802

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5536  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-map 8804

This theorem is referenced by: (None)