Theorem clsneifv4 41398

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 3874	. 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 41393	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
9		elmapi 8530	. . . . . 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	ffvelrnd 6905	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) ∈ 𝒫 𝐵)
13	12	elpwid 4524	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) ⊆ 𝐵)
14		sseqin2 4130	. . 3 ⊢ ((𝐾‘𝑆) ⊆ 𝐵 ↔ (𝐵 ∩ (𝐾‘𝑆)) = (𝐾‘𝑆))
15	13, 14	sylib 221	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∩ (𝐾‘𝑆)) = (𝐾‘𝑆))
16	7	adantr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐾𝐻𝑁)
17		simpr 488	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
18	11	adantr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
19	2, 3, 4, 5, 6, 16, 17, 18	clsneiel1 41395	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐾‘𝑆) ↔ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)))
20	19	rabbidva 3388	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑥 ∈ (𝐾‘𝑆)} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)})
21	1, 15, 20	3eqtr3a 2802	1 ⊢ (𝜑 → (𝐾‘𝑆) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ ¬ (𝐵 ∖ 𝑆) ∈ (𝑁‘𝑥)})

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1543   ∈ wcel 2110  {crab 3065  Vcvv 3408   ∖ cdif 3863   ∩ cin 3865   ⊆ wss 3866  𝒫 cpw 4513   class class class wbr 5053   ↦ cmpt 5135   ∘ ccom 5555  ⟶wf 6376  ‘cfv 6380  (class class class)co 7213   ∈ cmpo 7215   ↑_m cmap 8508

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1976  ax-7 2016  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2708  ax-rep 5179  ax-sep 5192  ax-nul 5199  ax-pow 5258  ax-pr 5322  ax-un 7523

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 848  df-3an 1091  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2071  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2886  df-ne 2941  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rab 3070  df-v 3410  df-sbc 3695  df-csb 3812  df-dif 3869  df-un 3871  df-in 3873  df-ss 3883  df-nul 4238  df-if 4440  df-pw 4515  df-sn 4542  df-pr 4544  df-op 4548  df-uni 4820  df-iun 4906  df-br 5054  df-opab 5116  df-mpt 5136  df-id 5455  df-xp 5557  df-rel 5558  df-cnv 5559  df-co 5560  df-dm 5561  df-rn 5562  df-res 5563  df-ima 5564  df-iota 6338  df-fun 6382  df-fn 6383  df-f 6384  df-f1 6385  df-fo 6386  df-f1o 6387  df-fv 6388  df-ov 7216  df-oprab 7217  df-mpo 7218  df-1st 7761  df-2nd 7762  df-map 8510

This theorem is referenced by: (None)