Users' Mathboxes Mathbox for Zhi Wang < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  joindm3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem joindm3 47689
Description: The join of any two elements always exists iff all unordered pairs have LUB (expanded version). (Contributed by Zhi Wang, 25-Sep-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
joindm2.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΎ)
joindm2.k (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ 𝑉)
joindm2.u π‘ˆ = (lubβ€˜πΎ)
joindm2.j ∨ = (joinβ€˜πΎ)
joindm3.l ≀ = (leβ€˜πΎ)
Assertion
Ref Expression
joindm3 (πœ‘ β†’ (dom ∨ = (𝐡 Γ— 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
Distinct variable groups:   π‘₯,𝑀,𝑦,𝑧, ∨   𝑀,𝐡,π‘₯,𝑦,𝑧   𝑀,𝐾,𝑧   πœ‘,π‘₯,𝑦
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑧,𝑀)   π‘ˆ(π‘₯,𝑦,𝑧,𝑀)   𝐾(π‘₯,𝑦)   ≀ (π‘₯,𝑦,𝑧,𝑀)   𝑉(π‘₯,𝑦,𝑧,𝑀)

Proof of Theorem joindm3
Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 joindm2.b . . 3 𝐡 = (Baseβ€˜πΎ)
2 joindm2.k . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ 𝑉)
3 joindm2.u . . 3 π‘ˆ = (lubβ€˜πΎ)
4 joindm2.j . . 3 ∨ = (joinβ€˜πΎ)
51, 2, 3, 4joindm2 47688 . 2 (πœ‘ β†’ (dom ∨ = (𝐡 Γ— 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 {π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ))
6 simprl 767 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ π‘₯ ∈ 𝐡)
7 simprr 769 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ 𝑦 ∈ 𝐡)
86, 7prssd 4824 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ {π‘₯, 𝑦} βŠ† 𝐡)
9 joindm3.l . . . . . . 7 ≀ = (leβ€˜πΎ)
10 biid 260 . . . . . . 7 ((βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)) ↔ (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)))
111, 9, 3, 10, 2lubeldm 18310 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ({π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ ↔ ({π‘₯, 𝑦} βŠ† 𝐡 ∧ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)))))
1211baibd 538 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ {π‘₯, 𝑦} βŠ† 𝐡) β†’ ({π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ ↔ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
138, 12syldan 589 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ({π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ ↔ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
142adantr 479 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ 𝐾 ∈ 𝑉)
151, 9, 4, 14, 6, 7joinval2lem 18337 . . . . . 6 ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ ((βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)) ↔ ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
1615reubidv 3392 . . . . 5 ((π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)) ↔ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
1716adantl 480 . . . 4 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ (βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘£ ∈ {π‘₯, 𝑦}𝑣 ≀ 𝑀 β†’ 𝑧 ≀ 𝑀)) ↔ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
1813, 17bitrd 278 . . 3 ((πœ‘ ∧ (π‘₯ ∈ 𝐡 ∧ 𝑦 ∈ 𝐡)) β†’ ({π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ ↔ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
19182ralbidva 3214 . 2 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 {π‘₯, 𝑦} ∈ dom π‘ˆ ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
205, 19bitrd 278 1 (πœ‘ β†’ (dom ∨ = (𝐡 Γ— 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ 𝑦 ≀ 𝑧) ∧ βˆ€π‘€ ∈ 𝐡 ((π‘₯ ≀ 𝑀 ∧ 𝑦 ≀ 𝑀) β†’ 𝑧 ≀ 𝑀))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  βˆ€wral 3059  βˆƒ!wreu 3372   βŠ† wss 3947  {cpr 4629   class class class wbr 5147   Γ— cxp 5673  dom cdm 5675  β€˜cfv 6542  Basecbs 17148  lecple 17208  lubclub 18266  joincjn 18268
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 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7367  df-oprab 7415  df-lub 18303  df-join 18305
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator