Theorem isdrs2 18212

Description: Directed sets may be defined in terms of finite subsets. Again, without nonemptiness we would need to restrict to nonempty subsets here. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
drsbn0.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
drsdirfi.l	⊢ ≤ = (le‘𝐾)

Assertion

Ref	Expression
isdrs2	⊢ (𝐾 ∈ Dirset ↔ (𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐾,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥, ≤ ,𝑦,𝑧

Proof of Theorem isdrs2

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		drsprs 18209	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ Dirset → 𝐾 ∈ Proset )
2		simpl 482	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)) → 𝐾 ∈ Dirset)
3		elinel1 4152	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝐵)
4	3	elpwid 4560	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin) → 𝑥 ⊆ 𝐵)
5	4	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)) → 𝑥 ⊆ 𝐵)
6		elinel2 4153	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ Fin)
7	6	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)) → 𝑥 ∈ Fin)
8		drsbn0.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
9		drsdirfi.l	. . . . . 6 ⊢ ≤ = (le‘𝐾)
10	8, 9	drsdirfi 18211	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 ∈ Dirset ∧ 𝑥 ⊆ 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ Fin) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦)
11	2, 5, 7, 10	syl3anc 1373	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦)
12	11	ralrimiva 3121	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ Dirset → ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦)
13	1, 12	jca 511	. 2 ⊢ (𝐾 ∈ Dirset → (𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦))
14		simpl 482	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) → 𝐾 ∈ Proset )
15		0elpw 5295	. . . . . . 7 ⊢ ∅ ∈ 𝒫 𝐵
16		0fi 8967	. . . . . . 7 ⊢ ∅ ∈ Fin
17	15, 16	elini 4150	. . . . . 6 ⊢ ∅ ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)
18		raleq 3286	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = ∅ → (∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑧 ∈ ∅ 𝑧 ≤ 𝑦))
19	18	rexbidv 3153	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = ∅ → (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ ∅ 𝑧 ≤ 𝑦))
20	19	rspcv 3573	. . . . . 6 ⊢ (∅ ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin) → (∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ ∅ 𝑧 ≤ 𝑦))
21	17, 20	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ ∅ 𝑧 ≤ 𝑦)
22		rexn0 4462	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ ∅ 𝑧 ≤ 𝑦 → 𝐵 ≠ ∅)
23	21, 22	syl 17	. . . 4 ⊢ (∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 → 𝐵 ≠ ∅)
24	23	adantl 481	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) → 𝐵 ≠ ∅)
25		raleq 3286	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {𝑎, 𝑏} → (∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∀𝑧 ∈ {𝑎, 𝑏}𝑧 ≤ 𝑦))
26	25	rexbidv 3153	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = {𝑎, 𝑏} → (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ {𝑎, 𝑏}𝑧 ≤ 𝑦))
27		simplr 768	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦)
28		prelpwi 5390	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → {𝑎, 𝑏} ∈ 𝒫 𝐵)
29		prfi 9213	. . . . . . . . 9 ⊢ {𝑎, 𝑏} ∈ Fin
30	29	a1i 11	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → {𝑎, 𝑏} ∈ Fin)
31	28, 30	elind 4151	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → {𝑎, 𝑏} ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin))
32	31	adantl 481	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → {𝑎, 𝑏} ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin))
33	26, 27, 32	rspcdva 3578	. . . . 5 ⊢ (((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ {𝑎, 𝑏}𝑧 ≤ 𝑦)
34		vex 3440	. . . . . . 7 ⊢ 𝑎 ∈ V
35		vex 3440	. . . . . . 7 ⊢ 𝑏 ∈ V
36		breq1 5095	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑎 → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ 𝑎 ≤ 𝑦))
37		breq1 5095	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → (𝑧 ≤ 𝑦 ↔ 𝑏 ≤ 𝑦))
38	34, 35, 36, 37	ralpr 4652	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑧 ∈ {𝑎, 𝑏}𝑧 ≤ 𝑦 ↔ (𝑎 ≤ 𝑦 ∧ 𝑏 ≤ 𝑦))
39	38	rexbii 3076	. . . . 5 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ {𝑎, 𝑏}𝑧 ≤ 𝑦 ↔ ∃𝑦 ∈ 𝐵 (𝑎 ≤ 𝑦 ∧ 𝑏 ≤ 𝑦))
40	33, 39	sylib 218	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) ∧ (𝑎 ∈ 𝐵 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ 𝐵 (𝑎 ≤ 𝑦 ∧ 𝑏 ≤ 𝑦))
41	40	ralrimivva 3172	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝐵 (𝑎 ≤ 𝑦 ∧ 𝑏 ≤ 𝑦))
42	8, 9	isdrs 18207	. . 3 ⊢ (𝐾 ∈ Dirset ↔ (𝐾 ∈ Proset ∧ 𝐵 ≠ ∅ ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ∀𝑏 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝐵 (𝑎 ≤ 𝑦 ∧ 𝑏 ≤ 𝑦)))
43	14, 24, 41, 42	syl3anbrc 1344	. 2 ⊢ ((𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦) → 𝐾 ∈ Dirset)
44	13, 43	impbii 209	1 ⊢ (𝐾 ∈ Dirset ↔ (𝐾 ∈ Proset ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝐵 ∩ Fin)∃𝑦 ∈ 𝐵 ∀𝑧 ∈ 𝑥 𝑧 ≤ 𝑦))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925  ∀wral 3044  ∃wrex 3053   ∩ cin 3902   ⊆ wss 3903  ∅c0 4284  𝒫 cpw 4551  {cpr 4579   class class class wbr 5092  ‘cfv 6482  Fincfn 8872  Basecbs 17120  lecple 17168   Proset cproset 18198  Dirsetcdrs 18199

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 2701  ax-sep 5235  ax-nul 5245  ax-pr 5371  ax-un 7671

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 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3344  df-rab 3395  df-v 3438  df-sbc 3743  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4285  df-if 4477  df-pw 4553  df-sn 4578  df-pr 4580  df-op 4584  df-uni 4859  df-br 5093  df-opab 5155  df-tr 5200  df-id 5514  df-eprel 5519  df-po 5527  df-so 5528  df-fr 5572  df-we 5574  df-xp 5625  df-rel 5626  df-cnv 5627  df-co 5628  df-dm 5629  df-rn 5630  df-res 5631  df-ima 5632  df-ord 6310  df-on 6311  df-lim 6312  df-suc 6313  df-iota 6438  df-fun 6484  df-fn 6485  df-f 6486  df-f1 6487  df-fo 6488  df-f1o 6489  df-fv 6490  df-om 7800  df-1o 8388  df-2o 8389  df-en 8873  df-fin 8876  df-proset 18200  df-drs 18201

This theorem is referenced by: (None)