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Theorem isacs4lem 18496
Description: In a closure system in which directed unions of closed sets are closed, closure commutes with directed unions. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Apr-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
acsdrscl.f 𝐹 = (mrClsβ€˜πΆ)
Assertion
Ref Expression
isacs4lem ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) β†’ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))))
Distinct variable groups:   𝐢,𝑠,𝑑   𝐹,𝑠,𝑑   𝑋,𝑠,𝑑

Proof of Theorem isacs4lem
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 765 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ 𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹))
2 elpwi 4609 . . . . . . . 8 (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 β†’ 𝑑 βŠ† 𝒫 𝑋)
32ad2antrl 726 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ 𝑑 βŠ† 𝒫 𝑋)
4 acsdrscl.f . . . . . . . 8 𝐹 = (mrClsβ€˜πΆ)
54mrcuni 17564 . . . . . . 7 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ 𝑑 βŠ† 𝒫 𝑋) β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = (πΉβ€˜βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑)))
61, 3, 5syl2anc 584 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = (πΉβ€˜βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑)))
74mrcf 17552 . . . . . . . . . . . 12 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ 𝐹:𝒫 π‘‹βŸΆπΆ)
87ffnd 6718 . . . . . . . . . . 11 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ 𝐹 Fn 𝒫 𝑋)
98adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ 𝐹 Fn 𝒫 𝑋)
10 simpll 765 . . . . . . . . . . 11 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) ∧ (π‘₯ βŠ† 𝑦 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑋)) β†’ 𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹))
11 simprl 769 . . . . . . . . . . 11 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) ∧ (π‘₯ βŠ† 𝑦 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑋)) β†’ π‘₯ βŠ† 𝑦)
12 simprr 771 . . . . . . . . . . 11 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) ∧ (π‘₯ βŠ† 𝑦 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑋)) β†’ 𝑦 βŠ† 𝑋)
1310, 4, 11, 12mrcssd 17567 . . . . . . . . . 10 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) ∧ (π‘₯ βŠ† 𝑦 ∧ 𝑦 βŠ† 𝑋)) β†’ (πΉβ€˜π‘₯) βŠ† (πΉβ€˜π‘¦))
14 simprr 771 . . . . . . . . . 10 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)
152ad2antrl 726 . . . . . . . . . 10 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ 𝑑 βŠ† 𝒫 𝑋)
164fvexi 6905 . . . . . . . . . . . 12 𝐹 ∈ V
1716imaex 7906 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ V
1817a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ V)
199, 13, 14, 15, 18ipodrsima 18493 . . . . . . . . 9 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)) ∈ Dirset)
2019adantlr 713 . . . . . . . 8 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)) ∈ Dirset)
21 fveq2 6891 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (𝐹 β€œ 𝑑) β†’ (toIncβ€˜π‘ ) = (toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)))
2221eleq1d 2818 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝐹 β€œ 𝑑) β†’ ((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset ↔ (toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)) ∈ Dirset))
23 unieq 4919 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (𝐹 β€œ 𝑑) β†’ βˆͺ 𝑠 = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))
2423eleq1d 2818 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝐹 β€œ 𝑑) β†’ (βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢 ↔ βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝐢))
2522, 24imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (𝐹 β€œ 𝑑) β†’ (((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢) ↔ ((toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)) ∈ Dirset β†’ βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝐢)))
26 simplr 767 . . . . . . . . 9 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢))
27 imassrn 6070 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹 β€œ 𝑑) βŠ† ran 𝐹
287frnd 6725 . . . . . . . . . . . 12 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ ran 𝐹 βŠ† 𝐢)
2927, 28sstrid 3993 . . . . . . . . . . 11 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ (𝐹 β€œ 𝑑) βŠ† 𝐢)
3017elpw 4606 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝒫 𝐢 ↔ (𝐹 β€œ 𝑑) βŠ† 𝐢)
3129, 30sylibr 233 . . . . . . . . . 10 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝒫 𝐢)
3231ad2antrr 724 . . . . . . . . 9 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝒫 𝐢)
3325, 26, 32rspcdva 3613 . . . . . . . 8 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ ((toIncβ€˜(𝐹 β€œ 𝑑)) ∈ Dirset β†’ βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝐢))
3420, 33mpd 15 . . . . . . 7 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝐢)
354mrcid 17556 . . . . . . 7 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑) ∈ 𝐢) β†’ (πΉβ€˜βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑)) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))
361, 34, 35syl2anc 584 . . . . . 6 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (πΉβ€˜βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑)) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))
376, 36eqtrd 2772 . . . . 5 (((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) ∧ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset)) β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))
3837exp32 421 . . . 4 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) β†’ (𝑑 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 β†’ ((toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))))
3938ralrimiv 3145 . . 3 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) β†’ βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑)))
4039ex 413 . 2 (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢) β†’ βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))))
4140imdistani 569 1 ((𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 𝐢((toIncβ€˜π‘ ) ∈ Dirset β†’ βˆͺ 𝑠 ∈ 𝐢)) β†’ (𝐢 ∈ (Mooreβ€˜π‘‹) ∧ βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toIncβ€˜π‘‘) ∈ Dirset β†’ (πΉβ€˜βˆͺ 𝑑) = βˆͺ (𝐹 β€œ 𝑑))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  Vcvv 3474   βŠ† wss 3948  π’« cpw 4602  βˆͺ cuni 4908  ran crn 5677   β€œ cima 5679   Fn wfn 6538  β€˜cfv 6543  Moorecmre 17525  mrClscmrc 17526  Dirsetcdrs 18246  toInccipo 18479
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 2703  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13484  df-struct 17079  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ocomp 17217  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-proset 18247  df-drs 18248  df-poset 18265  df-ipo 18480
This theorem is referenced by:  acsdrscl  18498  acsficl  18499  isacs5  18500  isacs4  18501  isacs3  18502
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