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

Theorem mrelatlub 18786
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 50440 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.
StepHypRef Expression
1 eqid 2763 . 2 (le‘𝐼) = (le‘𝐼)
2 mreclat.i . . . 4 𝐼 = (toInc‘𝐶)
32ipobas 18755 . . 3 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐶 = (Base‘𝐼))
43adantr 486 . 2 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐶 = (Base‘𝐼))
5 mrelatlub.l . . 3 𝐿 = (lub‘𝐼)
65a1i 11 . 2 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐿 = (lub‘𝐼))
72ipopos 18760 . . 3 𝐼 ∈ Poset
87a1i 11 . 2 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐼 ∈ Poset)
9 simpr 490 . 2 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝑈 ⊆ 𝐶)
10 uniss 4880 . . . . 5 (𝑈 ⊆ 𝐶 → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
1110adantl 487 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
12 mreuni 17820 . . . . 5 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
1312adantr 486 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
1411, 13sseqtrd 3949 . . 3 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋)
15 mrelatlub.f . . . 4 𝐹 = (mrCls‘𝐶)
1615mrccl 17835 . . 3 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
1714, 16syldan 603 . 2 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
18 elssuni 4904 . . . 4 (𝑥 ∈ 𝑈 → 𝑥 ⊆ ∪ 𝑈)
1915mrcssid 17841 . . . . 5 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
2014, 19syldan 603 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
2118, 20sylan9ssr 3927 . . 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))
239sselda 3913 . . . 4 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝐶)
2417adantr 486 . . . 4 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
252, 1ipole 18758 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
2622, 23, 24, 25syl3anc 1399 . . 3 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
2721, 26mpbird 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)
3130sselda 3913 . . . . . . . . 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)
332, 1ipole 18758 . . . . . . . . 9 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
3429, 31, 32, 33syl3anc 1399 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
3534biimpd 232 . . . . . . 7 ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 → 𝑥 ⊆ 𝑦))
3635ralimdva 3178 . . . . . 6 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦))
37363impia 1135 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
38 unissb 4906 . . . . 5 (∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
3937, 38sylibr 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)
4115mrcsscl 17844 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
4228, 39, 40, 41syl3anc 1399 . . 3 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
43173ad2ant1 1151 . . . 4 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
442, 1ipole 18758 . . . 4 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦 ↔ (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦))
4528, 43, 40, 44syl3anc 1399 . . 3 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ((𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦 ↔ (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦))
4642, 45mpbird 260 . 2 (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦)
471, 4, 6, 8, 9, 17, 27, 46poslubdg 18636 1 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐿‘𝑈) = (𝐹‘∪ 𝑈))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900  ∪ cuni 4872   class class class wbr 5108  ‘cfv 6566  Basecbs 17431  lecple 17479  Moorecmre 17802  mrClscmrc 17803  Posetcpo 18531  lubclub 18533  toInccipo 18751
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-struct 17369  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ocomp 17494  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-proset 18518  df-poset 18537  df-lub 18568  df-ipo 18752
This theorem is used by:  mreclatBAD  18787
  Copyright terms: Public domain W3C validator