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 46151
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 46150 . 2 (𝜑 → (dom = (𝐵 × 𝐵) ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 {𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈))
6 simprl 767 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑥𝐵)
7 simprr 769 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑦𝐵)
86, 7prssd 4752 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → {𝑥, 𝑦} ⊆ 𝐵)
9 joindm3.l . . . . . . 7 = (le‘𝐾)
10 biid 260 . . . . . . 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 17986 . . . . . 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 590 . . . 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 18013 . . . . . 6 ((𝑥𝐵𝑦𝐵) → ((∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑧 ∧ ∀𝑤𝐵 (∀𝑣 ∈ {𝑥, 𝑦}𝑣 𝑤𝑧 𝑤)) ↔ ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
1615reubidv 3315 . . . . 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 278 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ({𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
19182ralbidva 3121 . 2 (𝜑 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 {𝑥, 𝑦} ∈ dom 𝑈 ↔ ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 ∃!𝑧𝐵 ((𝑥 𝑧𝑦 𝑧) ∧ ∀𝑤𝐵 ((𝑥 𝑤𝑦 𝑤) → 𝑧 𝑤))))
205, 19bitrd 278 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 205  wa 395   = wceq 1539  wcel 2108  wral 3063  ∃!wreu 3065  wss 3883  {cpr 4560   class class class wbr 5070   × cxp 5578  dom cdm 5580  cfv 6418  Basecbs 16840  lecple 16895  lubclub 17942  joincjn 17944
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-id 5480  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-oprab 7259  df-lub 17979  df-join 17981
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator