Theorem ipolublem 50431

Description: Lemma for ipolubdm 50432 and ipolub 50433. (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 4906	. . 3 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋)
2		ipolub.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
3	2	ad2antrr 739	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
4		ipolub.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐹)
5	4	ad2antrr 739	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ 𝐹)
6		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝑆)
7	5, 6	sseldd 3914	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
8		simplr 781	. . . . 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 18758	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
12	3, 7, 8, 11	syl3anc 1399	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
13	12	ralbidva 3187	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋))
14	1, 13	bitr4id 293	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋))
15		unissb 4906	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧)
16	3	adantlr 728	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
17	7	adantlr 728	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
18		simplr 781	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑧 ∈ 𝐹)
19	9, 10	ipole 18758	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
20	16, 17, 18, 19	syl3anc 1399	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
21	20	ralbidva 3187	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧))
22	15, 21	bitr4id 293	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧))
23	2	ad2antrr 739	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝐹 ∈ 𝑉)
24		simplr 781	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑋 ∈ 𝐹)
25		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑧 ∈ 𝐹)
26	9, 10	ipole 18758	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
27	23, 24, 25, 26	syl3anc 1399	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
28	27	bicomd 226	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ⊆ 𝑧 ↔ 𝑋 ≤ 𝑧))
29	22, 28	imbi12d 347	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → ((∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧)))
30	29	ralbidva 3187	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧)))
31	14, 30	anbi12d 644	1 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → ((∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧)) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900  ∪ cuni 4872   class class class wbr 5108  ‘cfv 6566  lecple 17479  toInccipo 18751

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-struct 17369  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ocomp 17494  df-ipo 18752

This theorem is used by:  ipolubdm  50432  ipolub  50433