Theorem ipolublem 48927

Description: Lemma for ipolubdm 48928 and ipolub 48929. (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 4920	. . 3 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋)
2		ipolub.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝑉)
3	2	ad2antrr 726	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
4		ipolub.s	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ⊆ 𝐹)
5	4	ad2antrr 726	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑆 ⊆ 𝐹)
6		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝑆)
7	5, 6	sseldd 3964	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
8		simplr 768	. . . . 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 18549	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
12	3, 7, 8, 11	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑋 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑋))
13	12	ralbidva 3162	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑋))
14	1, 13	bitr4id 290	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑋))
15		unissb 4920	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧)
16	3	adantlr 715	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝐹 ∈ 𝑉)
17	7	adantlr 715	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑦 ∈ 𝐹)
18		simplr 768	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → 𝑧 ∈ 𝐹)
19	9, 10	ipole 18549	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
20	16, 17, 18, 19	syl3anc 1373	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) → (𝑦 ≤ 𝑧 ↔ 𝑦 ⊆ 𝑧))
21	20	ralbidva 3162	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ⊆ 𝑧))
22	15, 21	bitr4id 290	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧))
23	2	ad2antrr 726	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝐹 ∈ 𝑉)
24		simplr 768	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑋 ∈ 𝐹)
25		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → 𝑧 ∈ 𝐹)
26	9, 10	ipole 18549	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹 ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
27	23, 24, 25, 26	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) ∧ 𝑧 ∈ 𝐹) → (𝑋 ≤ 𝑧 ↔ 𝑋 ⊆ 𝑧))
28	27	bicomd 223	. . . 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 3162	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑋 ∈ 𝐹) → (∀𝑧 ∈ 𝐹 (∪ 𝑆 ⊆ 𝑧 → 𝑋 ⊆ 𝑧) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝐹 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑋 ≤ 𝑧)))
31	14, 30	anbi12d 632	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 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∀wral 3052   ⊆ wss 3931  ∪ cuni 4888   class class class wbr 5124  ‘cfv 6536  lecple 17283  toInccipo 18542

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2708  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4889  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8724  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-7 12313  df-8 12314  df-9 12315  df-n0 12507  df-z 12594  df-dec 12714  df-uz 12858  df-fz 13530  df-struct 17171  df-slot 17206  df-ndx 17218  df-base 17234  df-tset 17295  df-ple 17296  df-ocomp 17297  df-ipo 18543

This theorem is referenced by:  ipolubdm  48928  ipolub  48929