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Theorem isacs4lem 17483
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 = (mrCls‘𝐶)
Assertion
Ref Expression
isacs4lem ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) → (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toInc‘𝑡) ∈ Dirset → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡))))
Distinct variable groups:   𝐶,𝑠,𝑡   𝐹,𝑠,𝑡   𝑋,𝑠,𝑡

Proof of Theorem isacs4lem
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpll 784 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
2 elpwi 4359 . . . . . . . 8 (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋𝑡 ⊆ 𝒫 𝑋)
32ad2antrl 720 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → 𝑡 ⊆ 𝒫 𝑋)
4 acsdrscl.f . . . . . . . 8 𝐹 = (mrCls‘𝐶)
54mrcuni 16596 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑡 ⊆ 𝒫 𝑋) → (𝐹 𝑡) = (𝐹 (𝐹𝑡)))
61, 3, 5syl2anc 580 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹 𝑡) = (𝐹 (𝐹𝑡)))
74mrcf 16584 . . . . . . . . . . . 12 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐹:𝒫 𝑋𝐶)
87ffnd 6257 . . . . . . . . . . 11 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐹 Fn 𝒫 𝑋)
98adantr 473 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → 𝐹 Fn 𝒫 𝑋)
10 simpll 784 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) ∧ (𝑥𝑦𝑦𝑋)) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
11 simprl 788 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) ∧ (𝑥𝑦𝑦𝑋)) → 𝑥𝑦)
12 simprr 790 . . . . . . . . . . 11 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) ∧ (𝑥𝑦𝑦𝑋)) → 𝑦𝑋)
1310, 4, 11, 12mrcssd 16599 . . . . . . . . . 10 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) ∧ (𝑥𝑦𝑦𝑋)) → (𝐹𝑥) ⊆ (𝐹𝑦))
14 simprr 790 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)
152ad2antrl 720 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → 𝑡 ⊆ 𝒫 𝑋)
164fvexi 6425 . . . . . . . . . . . 12 𝐹 ∈ V
1716imaex 7339 . . . . . . . . . . 11 (𝐹𝑡) ∈ V
1817a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹𝑡) ∈ V)
199, 13, 14, 15, 18ipodrsima 17480 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (toInc‘(𝐹𝑡)) ∈ Dirset)
2019adantlr 707 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (toInc‘(𝐹𝑡)) ∈ Dirset)
21 fveq2 6411 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (𝐹𝑡) → (toInc‘𝑠) = (toInc‘(𝐹𝑡)))
2221eleq1d 2863 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝐹𝑡) → ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ↔ (toInc‘(𝐹𝑡)) ∈ Dirset))
23 unieq 4636 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (𝐹𝑡) → 𝑠 = (𝐹𝑡))
2423eleq1d 2863 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝐹𝑡) → ( 𝑠𝐶 (𝐹𝑡) ∈ 𝐶))
2522, 24imbi12d 336 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (𝐹𝑡) → (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶) ↔ ((toInc‘(𝐹𝑡)) ∈ Dirset → (𝐹𝑡) ∈ 𝐶)))
26 simplr 786 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶))
27 imassrn 5694 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑡) ⊆ ran 𝐹
287frnd 6263 . . . . . . . . . . . 12 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → ran 𝐹𝐶)
2927, 28syl5ss 3809 . . . . . . . . . . 11 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → (𝐹𝑡) ⊆ 𝐶)
3017elpw 4355 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹𝑡) ∈ 𝒫 𝐶 ↔ (𝐹𝑡) ⊆ 𝐶)
3129, 30sylibr 226 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → (𝐹𝑡) ∈ 𝒫 𝐶)
3231ad2antrr 718 . . . . . . . . 9 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹𝑡) ∈ 𝒫 𝐶)
3325, 26, 32rspcdva 3503 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → ((toInc‘(𝐹𝑡)) ∈ Dirset → (𝐹𝑡) ∈ 𝐶))
3420, 33mpd 15 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹𝑡) ∈ 𝐶)
354mrcid 16588 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝐹𝑡) ∈ 𝐶) → (𝐹 (𝐹𝑡)) = (𝐹𝑡))
361, 34, 35syl2anc 580 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹 (𝐹𝑡)) = (𝐹𝑡))
376, 36eqtrd 2833 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) ∧ (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 ∧ (toInc‘𝑡) ∈ Dirset)) → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡))
3837exp32 412 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) → (𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋 → ((toInc‘𝑡) ∈ Dirset → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡))))
3938ralrimiv 3146 . . 3 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) → ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toInc‘𝑡) ∈ Dirset → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡)))
4039ex 402 . 2 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶) → ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toInc‘𝑡) ∈ Dirset → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡))))
4140imdistani 565 1 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)) → (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋((toInc‘𝑡) ∈ Dirset → (𝐹 𝑡) = (𝐹𝑡))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 385   = wceq 1653  wcel 2157  wral 3089  Vcvv 3385  wss 3769  𝒫 cpw 4349   cuni 4628  ran crn 5313  cima 5315   Fn wfn 6096  cfv 6101  Moorecmre 16557  mrClscmrc 16558  Dirsetcdrs 17242  toInccipo 17466
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-oadd 7803  df-er 7982  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-4 11378  df-5 11379  df-6 11380  df-7 11381  df-8 11382  df-9 11383  df-n0 11581  df-z 11667  df-dec 11784  df-uz 11931  df-fz 12581  df-struct 16186  df-ndx 16187  df-slot 16188  df-base 16190  df-tset 16286  df-ple 16287  df-ocomp 16288  df-mre 16561  df-mrc 16562  df-proset 17243  df-drs 17244  df-poset 17261  df-ipo 17467
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