Theorem ipolublem 46160

Description: Lemma for ipolubdm 46161 and ipolub 46162. (Contributed by Zhi Wang, 28-Sep-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
ipolub.i	⊢ 𝐼 = (toInc‘𝐹)
ipolub.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
ipolub.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐹)
ipolublem.l	⊢ ≤ = (le‘𝐼)

Assertion

Ref	Expression
ipolublem	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → ((∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧)) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧))))

Distinct variable groups:   𝑦,𝐹,𝑧   𝑦,𝑆   𝑦,𝑋,𝑧   𝜑,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝑆(𝑧)   𝐼(𝑦,𝑧)   ≤ (𝑦,𝑧)   𝑉(𝑦,𝑧)

Proof of Theorem ipolublem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		unissb 4870	. . 3 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋)
2		ipolub.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
3	2	ad2antrr 722	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
4		ipolub.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐹)
5	4	ad2antrr 722	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ 𝐹)
6		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝑆)
7	5, 6	sseldd 3918	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
8		simplr 765	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑋 ∈ 𝐹)
9		ipolub.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (toInc‘𝐹)
10		ipolublem.l	. . . . . 6 ⊢ ≤ = (le‘𝐼)
11	9, 10	ipole 18167	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
12	3, 7, 8, 11	syl3anc 1369	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
13	12	ralbidva 3119	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋))
14	1, 13	bitr4id 289	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋))
15		unissb 4870	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧)
16	3	adantlr 711	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
17	7	adantlr 711	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
18		simplr 765	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑧 ∈ 𝐹)
19	9, 10	ipole 18167	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
20	16, 17, 18, 19	syl3anc 1369	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
21	20	ralbidva 3119	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧))
22	15, 21	bitr4id 289	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧))
23	2	ad2antrr 722	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝐹 ∈ 𝑉)
24		simplr 765	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑋 ∈ 𝐹)
25		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑧 ∈ 𝐹)
26	9, 10	ipole 18167	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
27	23, 24, 25, 26	syl3anc 1369	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
28	27	bicomd 222	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ⊆ 𝑧 ↔ 𝑋 ≤ 𝑧))
29	22, 28	imbi12d 344	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → ((∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧)))
30	29	ralbidva 3119	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧)))
31	14, 30	anbi12d 630	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → ((∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧)) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063   ⊆ wss 3883  ∪ cuni 4836   class class class wbr 5070  ‘cfv 6418  lecple 16895  toInccipo 18160

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-fz 13169  df-struct 16776  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ocomp 16909  df-ipo 18161

This theorem is referenced by:  ipolubdm  46161  ipolub  46162