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 48957
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 48956 . 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 4786 . . . . 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 18312 . . . . . 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 18339 . . . . . 6 ((𝑥𝐵𝑦𝐵) → ((∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
1615reubidv 3372 . . . . 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 3199 . 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 3044  ∃!wreu 3352  wss 3914  {cpr 4591   class class class wbr 5107   × cxp 5636  dom cdm 5638  cfv 6511  Basecbs 17179  lecple 17227  lubclub 18270  joincjn 18272
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-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711
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 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-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-id 5533  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-oprab 7391  df-lub 18305  df-join 18307
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator