Theorem lubeldm2 47677

Description: Member of the domain of the least upper bound function of a poset. (Contributed by Zhi Wang, 26-Sep-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
lubeldm2.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
lubeldm2.l	⊢ ≤ = (le‘𝐾)
lubeldm2.u	⊢ 𝑈 = (lub‘𝐾)
lubeldm2.p	⊢ (𝜓 ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑥 ≤ 𝑧)))
lubeldm2.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Poset)

Assertion

Ref	Expression
lubeldm2	⊢ (𝜑 → (𝑆 ∈ dom 𝑈 ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)))

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

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧)   𝜓(𝑥,𝑦,𝑧)   𝑈(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem lubeldm2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lubeldm2.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐾)
2		lubeldm2.l	. . . . 5 ⊢ ≤ = (le‘𝐾)
3		lubeldm2.u	. . . . 5 ⊢ 𝑈 = (lub‘𝐾)
4		lubeldm2.p	. . . . 5 ⊢ (𝜓 ↔ (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑥 ≤ 𝑧)))
5		lubeldm2.k	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Poset)
6	1, 2, 3, 4, 5	lubeldm 18310	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ∈ dom 𝑈 ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)))
7	6	biimpa 477	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ dom 𝑈) → (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓))
8		reurex 3380	. . . 4 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓 → ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)
9	8	anim2i 617	. . 3 ⊢ ((𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓) → (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓))
10	7, 9	syl 17	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑆 ∈ dom 𝑈) → (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓))
11		simpl 483	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)) → 𝜑)
12		simprl 769	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)) → 𝑆 ⊆ 𝐵)
13	2, 1	poslubmo 18368	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → ∃*𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑥 ≤ 𝑧)))
14	5, 13	sylan 580	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → ∃*𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑥 ≤ 𝑧)))
15	4	rmobii 3384	. . . . . . 7 ⊢ (∃*𝑥 ∈ 𝐵 𝜓 ↔ ∃*𝑥 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ 𝐵 (∀𝑦 ∈ 𝑆 𝑦 ≤ 𝑧 → 𝑥 ≤ 𝑧)))
16	14, 15	sylibr 233	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) → ∃*𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)
17	16	anim1ci 616	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓) → (∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓 ∧ ∃*𝑥 ∈ 𝐵 𝜓))
18		reu5 3378	. . . . 5 ⊢ (∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓 ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓 ∧ ∃*𝑥 ∈ 𝐵 𝜓))
19	17, 18	sylibr 233	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑆 ⊆ 𝐵) ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓) → ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)
20	19	anasss 467	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)) → ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)
21	6	biimpar 478	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃!𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)) → 𝑆 ∈ dom 𝑈)
22	11, 12, 20, 21	syl12anc 835	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)) → 𝑆 ∈ dom 𝑈)
23	10, 22	impbida 799	1 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ∈ dom 𝑈 ↔ (𝑆 ⊆ 𝐵 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝜓)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3061  ∃wrex 3070  ∃!wreu 3374  ∃*wrmo 3375   ⊆ wss 3948   class class class wbr 5148  dom cdm 5676  ‘cfv 6543  Basecbs 17148  lecple 17208  Posetcpo 18264  lubclub 18266

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-id 5574  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-proset 18252  df-poset 18270  df-lub 18303

This theorem is referenced by:  lubeldm2d  47679  lubsscl  47681  ipolub00  47706