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 48961
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 𝐵 = (Base‘𝐾)
joindm2.k (𝜑𝐾𝑉)
joindm2.u 𝑈 = (lub‘𝐾)
joindm2.j = (join‘𝐾)
joindm3.l = (le‘𝐾)
Assertion
Ref Expression
joindm3 (𝜑 → (dom = (𝐵 × 𝐵) ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑤,𝑦,𝑧,   𝑤,𝐵,𝑥,𝑦,𝑧   𝑤,𝐾,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑧,𝑤)   𝑈(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)   𝐾(𝑥,𝑦)   (𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑧,𝑤)

Proof of Theorem joindm3
Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 joindm2.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝐾)
2 joindm2.k . . 3 (𝜑𝐾𝑉)
3 joindm2.u . . 3 𝑈 = (lub‘𝐾)
4 joindm2.j . . 3 = (join‘𝐾)
51, 2, 3, 4joindm2 48960 . 2 (𝜑 → (dom = (𝐵 × 𝐵) ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 {𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈))
6 simprl 770 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑥𝐵)
7 simprr 772 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑦𝐵)
86, 7prssd 4789 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → {𝑥, 𝑦} ⊆ 𝐵)
9 joindm3.l . . . . . . 7 = (le‘𝐾)
10 biid 261 . . . . . . 7 ((∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)))
111, 9, 3, 10, 2lubeldm 18319 . . . . . 6 (𝜑 → ({𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ({𝑥, 𝑦} ⊆ 𝐵 ∧ ∃!𝑧𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)))))
1211baibd 539 . . . . 5 ((𝜑 ∧ {𝑥, 𝑦} ⊆ 𝐵) → ({𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∃!𝑧𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤))))
138, 12syldan 591 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ({𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∃!𝑧𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤))))
142adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐾𝑉)
151, 9, 4, 14, 6, 7joinval2lem 18346 . . . . . 6 ((𝑥𝐵𝑦𝐵) → ((∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
1615reubidv 3374 . . . . 5 ((𝑥𝐵𝑦𝐵) → (∃!𝑧𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
1716adantl 481 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (∃!𝑧𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
1813, 17bitrd 279 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ({𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
19182ralbidva 3200 . 2 (𝜑 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 {𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
205, 19bitrd 279 1 (𝜑 → (dom = (𝐵 × 𝐵) ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3045  ∃!wreu 3354  wss 3917  {cpr 4594   class class class wbr 5110   × cxp 5639  dom cdm 5641  cfv 6514  Basecbs 17186  lecple 17234  lubclub 18277  joincjn 18279
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 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5536  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-oprab 7394  df-lub 18312  df-join 18314
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator