Theorem clsneikex 45200

Description: If closure and neighborhoods functions are related, the closure function exists. (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)

Assertion

Ref	Expression
clsneikex	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚   𝐵,𝑛,𝑜,𝑝   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙   𝜑,𝑛,𝑜,𝑝

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

Proof of Theorem clsneikex

Step	Hyp	Ref	Expression
1		clsnei.p	. 2 ⊢ 𝑃 = (𝑛 ∈ V ↦ (𝑝 ∈ (𝒫 𝑛 ↑m 𝒫 𝑛) ↦ (𝑜 ∈ 𝒫 𝑛 ↦ (𝑛 ∖ (𝑝‘(𝑛 ∖ 𝑜))))))
2		clsnei.d	. 2 ⊢ 𝐷 = (𝑃‘𝐵)
3		clsnei.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (𝐹 ∘ 𝐷)
4		clsnei.r	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾𝐻𝑁)
5	2, 3, 4	clsneibex 45196	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ V)
6		clsnei.o	. . . . . . 7 ⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
7		pwexg 5339	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ∈ V → 𝒫 𝐵 ∈ V)
8	7	adantl 487	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝒫 𝐵 ∈ V)
9		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐵 ∈ V)
10		clsnei.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
11	6, 8, 9, 10	fsovf1od 45110	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐹:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)–1-1-onto→(𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
12		f1ofn 6826	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)–1-1-onto→(𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵) → 𝐹 Fn (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
13	11, 12	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐹 Fn (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
14	1, 2, 9	dssmapf1od 45115	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐷:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)–1-1-onto→(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
15		f1of 6825	. . . . . 6 ⊢ (𝐷:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)–1-1-onto→(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵) → 𝐷:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)⟶(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
16	14, 15	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐷:(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵)⟶(𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
17	4	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐾𝐻𝑁)
18	3	breqi 5108	. . . . . 6 ⊢ (𝐾𝐻𝑁 ↔ 𝐾(𝐹 ∘ 𝐷)𝑁)
19	17, 18	sylib 221	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → 𝐾(𝐹 ∘ 𝐷)𝑁)
20	13, 16, 19	brcoffn 45124	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝐾𝐷(𝐷‘𝐾) ∧ (𝐷‘𝐾)𝐹𝑁))
21	5, 20	mpdan 700	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐾𝐷(𝐷‘𝐾) ∧ (𝐷‘𝐾)𝐹𝑁))
22	21	simpld 500	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐾𝐷(𝐷‘𝐾))
23	1, 2, 22	ntrclsiex 45147	1 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {crab 3412  Vcvv 3450   ∖ cdif 4045  𝒫 cpw 4556   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   ∘ ccom 5654   Fn wfn 6534  ⟶wf 6535  –1-1-onto→wf1o 6538  ‘cfv 6539  (class class class)co 7421   ∈ cmpo 7423   ↑_m cmap 8851

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7752

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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-ss 3896  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-id 5545  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-iota 6494  df-fun 6541  df-fn 6542  df-f 6543  df-f1 6544  df-fo 6545  df-f1o 6546  df-fv 6547  df-ov 7424  df-oprab 7425  df-mpo 7426  df-1st 8002  df-2nd 8003  df-map 8853

This theorem is used by:  clsneifv4  45205