Theorem mrelatlub 18748

Description: Least upper bounds in a Moore space are realized by the closure of the union. (Contributed by Stefan O'Rear, 31-Jan-2015.) See mrelatlubALT 50248 for an alternate proof.

Hypotheses

Ref	Expression
mreclat.i	⊢ 𝐼 = (toInc‘𝐶)
mrelatlub.f	⊢ 𝐹 = (mrCls‘𝐶)
mrelatlub.l	⊢ 𝐿 = (lub‘𝐼)

Assertion

Ref	Expression
mrelatlub	⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐿‘𝑈) = (𝐹‘∪ 𝑈))

Proof of Theorem mrelatlub

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2763	. 2 ⊢ (le‘𝐼) = (le‘𝐼)
2		mreclat.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (toInc‘𝐶)
3	2	ipobas 18717	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐶 = (Base‘𝐼))
4	3	adantr 486	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐶 = (Base‘𝐼))
5		mrelatlub.l	. . 3 ⊢ 𝐿 = (lub‘𝐼)
6	5	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐿 = (lub‘𝐼))
7	2	ipopos 18722	. . 3 ⊢ 𝐼 ∈ Poset
8	7	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐼 ∈ Poset)
9		simpr 490	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝑈 ⊆ 𝐶)
10		uniss 4877	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ⊆ 𝐶 → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
11	10	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
12		mreuni 17782	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
13	12	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
14	11, 13	sseqtrd 3948	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋)
15		mrelatlub.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (mrCls‘𝐶)
16	15	mrccl 17797	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
17	14, 16	syldan 603	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
18		elssuni 4901	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑈 → 𝑥 ⊆ ∪ 𝑈)
19	15	mrcssid 17803	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
20	14, 19	syldan 603	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
21	18, 20	sylan9ssr 3926	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
22		simpll 779	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
23	9	sselda 3912	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝐶)
24	17	adantr 486	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
25	2, 1	ipole 18720	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
26	22, 23, 24, 25	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
27	21, 26	mpbird 260	. 2 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈))
28		simp1l 1216	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
29		simplll 787	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
30		simplr 781	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → 𝑈 ⊆ 𝐶)
31	30	sselda 3912	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝐶)
32		simplr 781	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑦 ∈ 𝐶)
33	2, 1	ipole 18720	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
34	29, 31, 32, 33	syl3anc 1398	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
35	34	biimpd 232	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 → 𝑥 ⊆ 𝑦))
36	35	ralimdva 3177	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦))
37	36	3impia 1135	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
38		unissb 4903	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
39	37, 38	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ∪ 𝑈 ⊆ 𝑦)
40		simp2 1155	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → 𝑦 ∈ 𝐶)
41	15	mrcsscl 17806	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
42	28, 39, 40, 41	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
43	17	3ad2ant1 1151	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
44	2, 1	ipole 18720	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦 ↔ (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦))
45	28, 43, 40, 44	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ((𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦 ↔ (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦))
46	42, 45	mpbird 260	. 2 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦)
47	1, 4, 6, 8, 9, 17, 27, 46	poslubdg 18598	1 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐿‘𝑈) = (𝐹‘∪ 𝑈))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3079   ⊆ wss 3899  ∪ cuni 4869   class class class wbr 5105  ‘cfv 6546  Basecbs 17399  lecple 17447  Moorecmre 17764  mrClscmrc 17765  Posetcpo 18493  lubclub 18495  toInccipo 18713

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-er 8728  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-4 12417  df-5 12418  df-6 12419  df-7 12420  df-8 12421  df-9 12422  df-n0 12617  df-z 12704  df-dec 12825  df-uz 12976  df-fz 13650  df-struct 17337  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-tset 17459  df-ple 17460  df-ocomp 17461  df-mre 17768  df-mrc 17769  df-proset 18480  df-poset 18499  df-lub 18530  df-ipo 18714

This theorem is used by:  mreclatBAD  18749