MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dffi2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dffi2 9359
Description: The set of finite intersections is the smallest set that contains 𝐴 and is closed under pairwise intersection. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Nov-2013.)
Assertion
Ref Expression
dffi2 (𝐴𝑉 → (fi‘𝐴) = {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)})
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧,𝐴   𝑦,𝑉,𝑧
Allowed substitution hint:   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem dffi2
Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 3463 . 2 (𝐴𝑉𝐴 ∈ V)
2 vex 3449 . . . . . . . . . 10 𝑡 ∈ V
3 elfi 9349 . . . . . . . . . 10 ((𝑡 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ V) → (𝑡 ∈ (fi‘𝐴) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑡 = 𝑥))
42, 3mpan 688 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ V → (𝑡 ∈ (fi‘𝐴) ↔ ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑡 = 𝑥))
54biimpd 228 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ V → (𝑡 ∈ (fi‘𝐴) → ∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑡 = 𝑥))
6 df-rex 3074 . . . . . . . . 9 (∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑡 = 𝑥 ↔ ∃𝑥(𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥))
7 fiint 9268 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧 ↔ ∀𝑥((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧))
8 elinel1 4155 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐴)
98elpwid 4569 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑥𝐴)
1093ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑥𝐴)
11 simp1 1136 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝐴𝑧)
1210, 11sstrd 3954 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑥𝑧)
13 eqvisset 3462 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑡 = 𝑥 𝑥 ∈ V)
14 intex 5294 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝑥 ≠ ∅ ↔ 𝑥 ∈ V)
1513, 14sylibr 233 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑡 = 𝑥𝑥 ≠ ∅)
16153ad2ant3 1135 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑥 ≠ ∅)
17 elinel2 4156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ Fin)
18173ad2ant2 1134 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑥 ∈ Fin)
1912, 16, 183jca 1128 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐴𝑧𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → (𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin))
20193expib 1122 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐴𝑧 → ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → (𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin)))
21 pm2.27 42 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → (((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧) → 𝑥𝑧))
2220, 21syl6 35 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑧 → ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → (((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧) → 𝑥𝑧)))
23 eleq1 2825 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑡 = 𝑥 → (𝑡𝑧 𝑥𝑧))
2423biimprd 247 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑡 = 𝑥 → ( 𝑥𝑧𝑡𝑧))
2524adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → ( 𝑥𝑧𝑡𝑧))
2625a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝐴𝑧 → ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → ( 𝑥𝑧𝑡𝑧)))
2722, 26syldd 72 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴𝑧 → ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → (((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧) → 𝑡𝑧)))
2827com23 86 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝑧 → (((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧) → ((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧)))
2928alimdv 1919 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝑧 → (∀𝑥((𝑥𝑧𝑥 ≠ ∅ ∧ 𝑥 ∈ Fin) → 𝑥𝑧) → ∀𝑥((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧)))
307, 29biimtrid 241 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝑧 → (∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧 → ∀𝑥((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧)))
3130imp 407 . . . . . . . . . 10 ((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → ∀𝑥((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧))
32 19.23v 1945 . . . . . . . . . 10 (∀𝑥((𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧) ↔ (∃𝑥(𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧))
3331, 32sylib 217 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → (∃𝑥(𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin) ∧ 𝑡 = 𝑥) → 𝑡𝑧))
346, 33biimtrid 241 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → (∃𝑥 ∈ (𝒫 𝐴 ∩ Fin)𝑡 = 𝑥𝑡𝑧))
355, 34sylan9 508 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ V ∧ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)) → (𝑡 ∈ (fi‘𝐴) → 𝑡𝑧))
3635ssrdv 3950 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ V ∧ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)) → (fi‘𝐴) ⊆ 𝑧)
3736ex 413 . . . . 5 (𝐴 ∈ V → ((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → (fi‘𝐴) ⊆ 𝑧))
3837alrimiv 1930 . . . 4 (𝐴 ∈ V → ∀𝑧((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → (fi‘𝐴) ⊆ 𝑧))
39 ssintab 4926 . . . 4 ((fi‘𝐴) ⊆ {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)} ↔ ∀𝑧((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) → (fi‘𝐴) ⊆ 𝑧))
4038, 39sylibr 233 . . 3 (𝐴 ∈ V → (fi‘𝐴) ⊆ {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)})
41 ssfii 9355 . . . . 5 (𝐴 ∈ V → 𝐴 ⊆ (fi‘𝐴))
42 fiin 9358 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ (fi‘𝐴) ∧ 𝑦 ∈ (fi‘𝐴)) → (𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴))
4342rgen2 3194 . . . . 5 𝑥 ∈ (fi‘𝐴)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐴)(𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴)
44 fvex 6855 . . . . . 6 (fi‘𝐴) ∈ V
45 sseq2 3970 . . . . . . 7 (𝑧 = (fi‘𝐴) → (𝐴𝑧𝐴 ⊆ (fi‘𝐴)))
46 eleq2 2826 . . . . . . . . 9 (𝑧 = (fi‘𝐴) → ((𝑥𝑦) ∈ 𝑧 ↔ (𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴)))
4746raleqbi1dv 3307 . . . . . . . 8 (𝑧 = (fi‘𝐴) → (∀𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ (fi‘𝐴)(𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴)))
4847raleqbi1dv 3307 . . . . . . 7 (𝑧 = (fi‘𝐴) → (∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧 ↔ ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐴)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐴)(𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴)))
4945, 48anbi12d 631 . . . . . 6 (𝑧 = (fi‘𝐴) → ((𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧) ↔ (𝐴 ⊆ (fi‘𝐴) ∧ ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐴)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐴)(𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴))))
5044, 49elab 3630 . . . . 5 ((fi‘𝐴) ∈ {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)} ↔ (𝐴 ⊆ (fi‘𝐴) ∧ ∀𝑥 ∈ (fi‘𝐴)∀𝑦 ∈ (fi‘𝐴)(𝑥𝑦) ∈ (fi‘𝐴)))
5141, 43, 50sylanblrc 590 . . . 4 (𝐴 ∈ V → (fi‘𝐴) ∈ {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)})
52 intss1 4924 . . . 4 ((fi‘𝐴) ∈ {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)} → {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)} ⊆ (fi‘𝐴))
5351, 52syl 17 . . 3 (𝐴 ∈ V → {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)} ⊆ (fi‘𝐴))
5440, 53eqssd 3961 . 2 (𝐴 ∈ V → (fi‘𝐴) = {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)})
551, 54syl 17 1 (𝐴𝑉 → (fi‘𝐴) = {𝑧 ∣ (𝐴𝑧 ∧ ∀𝑥𝑧𝑦𝑧 (𝑥𝑦) ∈ 𝑧)})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087  wal 1539   = wceq 1541  wex 1781  wcel 2106  {cab 2713  wne 2943  wral 3064  wrex 3073  Vcvv 3445  cin 3909  wss 3910  c0 4282  𝒫 cpw 4560   cint 4907  cfv 6496  Fincfn 8883  ficfi 9346
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-ral 3065  df-rex 3074  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-om 7803  df-1o 8412  df-er 8648  df-en 8884  df-fin 8887  df-fi 9347
This theorem is referenced by:  fiss  9360  inficl  9361  dffi3  9367  fbssfi  23188
  Copyright terms: Public domain W3C validator