MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lubfval Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lubfval 17258
Description: Value of the least upper bound function of a poset. (Contributed by NM, 12-Sep-2011.) (Revised by NM, 6-Sep-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
lubfval.b 𝐵 = (Base‘𝐾)
lubfval.l = (le‘𝐾)
lubfval.u 𝑈 = (lub‘𝐾)
lubfval.p (𝜓 ↔ (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
lubfval.k (𝜑𝐾𝑉)
Assertion
Ref Expression
lubfval (𝜑𝑈 = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 𝜓)) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 𝜓}))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑠,𝑧,𝐵   𝑦,𝑠,𝐾,𝑥,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧,𝑠)   𝜓(𝑥,𝑦,𝑧,𝑠)   𝐵(𝑦)   𝑈(𝑥,𝑦,𝑧,𝑠)   (𝑥,𝑦,𝑧,𝑠)   𝑉(𝑥,𝑦,𝑧,𝑠)

Proof of Theorem lubfval
Dummy variable 𝑝 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lubfval.k . 2 (𝜑𝐾𝑉)
2 elex 3365 . 2 (𝐾𝑉𝐾 ∈ V)
3 fveq2 6379 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝐾 → (Base‘𝑝) = (Base‘𝐾))
4 lubfval.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝐾)
53, 4syl6eqr 2817 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝐾 → (Base‘𝑝) = 𝐵)
65pweqd 4322 . . . . . 6 (𝑝 = 𝐾 → 𝒫 (Base‘𝑝) = 𝒫 𝐵)
7 fveq2 6379 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = 𝐾 → (le‘𝑝) = (le‘𝐾))
8 lubfval.l . . . . . . . . . . 11 = (le‘𝐾)
97, 8syl6eqr 2817 . . . . . . . . . 10 (𝑝 = 𝐾 → (le‘𝑝) = )
109breqd 4822 . . . . . . . . 9 (𝑝 = 𝐾 → (𝑦(le‘𝑝)𝑥𝑦 𝑥))
1110ralbidv 3133 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝐾 → (∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ↔ ∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥))
129breqd 4822 . . . . . . . . . . 11 (𝑝 = 𝐾 → (𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑦 𝑧))
1312ralbidv 3133 . . . . . . . . . 10 (𝑝 = 𝐾 → (∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧 ↔ ∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧))
149breqd 4822 . . . . . . . . . 10 (𝑝 = 𝐾 → (𝑥(le‘𝑝)𝑧𝑥 𝑧))
1513, 14imbi12d 335 . . . . . . . . 9 (𝑝 = 𝐾 → ((∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧) ↔ (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
165, 15raleqbidv 3300 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝐾 → (∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧) ↔ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
1711, 16anbi12d 624 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝐾 → ((∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)) ↔ (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
185, 17riotaeqbidv 6810 . . . . . 6 (𝑝 = 𝐾 → (𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧))) = (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
196, 18mpteq12dv 4894 . . . . 5 (𝑝 = 𝐾 → (𝑠 ∈ 𝒫 (Base‘𝑝) ↦ (𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)))) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))))
2017reubidv 3274 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝐾 → (∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)) ↔ ∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
21 reueq1 3288 . . . . . . . 8 ((Base‘𝑝) = 𝐵 → (∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ↔ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
225, 21syl 17 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝐾 → (∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ↔ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
2320, 22bitrd 270 . . . . . 6 (𝑝 = 𝐾 → (∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)) ↔ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
2423abbidv 2884 . . . . 5 (𝑝 = 𝐾 → {𝑠 ∣ ∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧))} = {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))})
2519, 24reseq12d 5568 . . . 4 (𝑝 = 𝐾 → ((𝑠 ∈ 𝒫 (Base‘𝑝) ↦ (𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧))}) = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))}))
26 df-lub 17254 . . . 4 lub = (𝑝 ∈ V ↦ ((𝑠 ∈ 𝒫 (Base‘𝑝) ↦ (𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑥 ∧ ∀𝑧 ∈ (Base‘𝑝)(∀𝑦𝑠 𝑦(le‘𝑝)𝑧𝑥(le‘𝑝)𝑧))}))
274fvexi 6393 . . . . . . 7 𝐵 ∈ V
2827pwex 5018 . . . . . 6 𝒫 𝐵 ∈ V
2928mptex 6683 . . . . 5 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))) ∈ V
3029resex 5622 . . . 4 ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))}) ∈ V
3125, 26, 30fvmpt 6475 . . 3 (𝐾 ∈ V → (lub‘𝐾) = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))}))
32 lubfval.u . . 3 𝑈 = (lub‘𝐾)
33 lubfval.p . . . . . . 7 (𝜓 ↔ (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
3433a1i 11 . . . . . 6 (𝑥𝐵 → (𝜓 ↔ (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
3534riotabiia 6824 . . . . 5 (𝑥𝐵 𝜓) = (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
3635mpteq2i 4902 . . . 4 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 𝜓)) = (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))))
3733reubii 3276 . . . . 5 (∃!𝑥𝐵 𝜓 ↔ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
3837abbii 2882 . . . 4 {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 𝜓} = {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))}
3936, 38reseq12i 5565 . . 3 ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 𝜓)) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 𝜓}) = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑠 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))})
4031, 32, 393eqtr4g 2824 . 2 (𝐾 ∈ V → 𝑈 = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 𝜓)) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 𝜓}))
411, 2, 403syl 18 1 (𝜑𝑈 = ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ↦ (𝑥𝐵 𝜓)) ↾ {𝑠 ∣ ∃!𝑥𝐵 𝜓}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 197  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  {cab 2751  wral 3055  ∃!wreu 3057  Vcvv 3350  𝒫 cpw 4317   class class class wbr 4811  cmpt 4890  cres 5281  cfv 6070  crio 6806  Basecbs 16144  lecple 16235  lubclub 17222
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-op 4343  df-uni 4597  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-id 5187  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6807  df-lub 17254
This theorem is referenced by:  lubdm  17259  lubfun  17260  lubval  17264  join0  17418  oduglb  17419  odulub  17421
  Copyright terms: Public domain W3C validator