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

Theorem isacs 17602
Description: A set is an algebraic closure system iff it is specified by some function of the finite subsets, such that a set is closed iff it does not expand under the operation. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
isacs (𝐢 ∈ (ACSβ€˜π‘‹) ↔ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
Distinct variable groups:   𝐢,𝑓,𝑠   𝑓,𝑋,𝑠

Proof of Theorem isacs
Dummy variables 𝑐 π‘₯ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfvex 6929 . 2 (𝐢 ∈ (ACSβ€˜π‘‹) β†’ 𝑋 ∈ V)
2 elfvex 6929 . . 3 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ 𝑋 ∈ V)
32adantr 480 . 2 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))) β†’ 𝑋 ∈ V)
4 fveq2 6891 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑋 β†’ (Mooreβ€˜π‘₯) = (Mooreβ€˜π‘‹))
5 pweq 4616 . . . . . . . . 9 (π‘₯ = 𝑋 β†’ 𝒫 π‘₯ = 𝒫 𝑋)
65, 5feq23d 6712 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑋 β†’ (𝑓:𝒫 π‘₯βŸΆπ’« π‘₯ ↔ 𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋))
75raleqdv 3324 . . . . . . . 8 (π‘₯ = 𝑋 β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π‘₯(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠) ↔ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)))
86, 7anbi12d 630 . . . . . . 7 (π‘₯ = 𝑋 β†’ ((𝑓:𝒫 π‘₯βŸΆπ’« π‘₯ ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π‘₯(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)) ↔ (𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
98exbidv 1923 . . . . . 6 (π‘₯ = 𝑋 β†’ (βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘₯βŸΆπ’« π‘₯ ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π‘₯(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)) ↔ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
104, 9rabeqbidv 3448 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑋 β†’ {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘₯) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘₯βŸΆπ’« π‘₯ ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π‘₯(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))} = {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))})
11 df-acs 17540 . . . . 5 ACS = (π‘₯ ∈ V ↦ {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘₯) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘₯βŸΆπ’« π‘₯ ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π‘₯(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))})
12 fvex 6904 . . . . . 6 (Mooreβ€˜π‘‹) ∈ V
1312rabex 5332 . . . . 5 {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))} ∈ V
1410, 11, 13fvmpt 6998 . . . 4 (𝑋 ∈ V β†’ (ACSβ€˜π‘‹) = {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))})
1514eleq2d 2818 . . 3 (𝑋 ∈ V β†’ (𝐢 ∈ (ACSβ€˜π‘‹) ↔ 𝐢 ∈ {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))}))
16 eleq2 2821 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝐢 β†’ (𝑠 ∈ 𝑐 ↔ 𝑠 ∈ 𝐢))
1716bibi1d 343 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝐢 β†’ ((𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠) ↔ (𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)))
1817ralbidv 3176 . . . . . 6 (𝑐 = 𝐢 β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠) ↔ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)))
1918anbi2d 628 . . . . 5 (𝑐 = 𝐢 β†’ ((𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)) ↔ (𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
2019exbidv 1923 . . . 4 (𝑐 = 𝐢 β†’ (βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)) ↔ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
2120elrab 3683 . . 3 (𝐢 ∈ {𝑐 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∣ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝑐 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))} ↔ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
2215, 21bitrdi 287 . 2 (𝑋 ∈ V β†’ (𝐢 ∈ (ACSβ€˜π‘‹) ↔ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠)))))
231, 3, 22pm5.21nii 378 1 (𝐢 ∈ (ACSβ€˜π‘‹) ↔ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆƒπ‘“(𝑓:𝒫 π‘‹βŸΆπ’« 𝑋 ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝑋(𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝑓 β€œ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) βŠ† 𝑠))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1540  βˆƒwex 1780   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060  {crab 3431  Vcvv 3473   ∩ cin 3947   βŠ† wss 3948  π’« cpw 4602  βˆͺ cuni 4908   β€œ cima 5679  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  Fincfn 8945  Moorecmre 17533  ACScacs 17536
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pr 5427
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rab 3432  df-v 3475  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-fv 6551  df-acs 17540
This theorem is referenced by:  acsmre  17603  isacs2  17604  isacs1i  17608  mreacs  17609
  Copyright terms: Public domain W3C validator