Theorem mrelatlub 18527

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 47894 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 2726	. 2 ⊢ (le‘𝐼) = (le‘𝐼)
2		mreclat.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (toInc‘𝐶)
3	2	ipobas 18496	. . 3 ⊢ (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐶 = (Base‘𝐼))
4	3	adantr 480	. 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 18501	. . 3 ⊢ 𝐼 ∈ Poset
8	7	a1i 11	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝐼 ∈ Poset)
9		simpr 484	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → 𝑈 ⊆ 𝐶)
10		uniss 4910	. . . . 5 ⊢ (𝑈 ⊆ 𝐶 → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
11	10	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ ∪ 𝐶)
12		mreuni 17553	. . . . 5 ⊢ (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
13	12	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝐶 = 𝑋)
14	11, 13	sseqtrd 4017	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋)
15		mrelatlub.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (mrCls‘𝐶)
16	15	mrccl 17564	. . 3 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
17	14, 16	syldan 590	. 2 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
18		elssuni 4934	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑈 → 𝑥 ⊆ ∪ 𝑈)
19	15	mrcssid 17570	. . . . 5 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑋) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
20	14, 19	syldan 590	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → ∪ 𝑈 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
21	18, 20	sylan9ssr 3991	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈))
22		simpll 764	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
23	9	sselda 3977	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝐶)
24	17	adantr 480	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
25	2, 1	ipole 18499	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
26	22, 23, 24, 25	syl3anc 1368	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈) ↔ 𝑥 ⊆ (𝐹‘∪ 𝑈)))
27	21, 26	mpbird 257	. 2 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥(le‘𝐼)(𝐹‘∪ 𝑈))
28		simp1l 1194	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
29		simplll 772	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
30		simplr 766	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → 𝑈 ⊆ 𝐶)
31	30	sselda 3977	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑥 ∈ 𝐶)
32		simplr 766	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → 𝑦 ∈ 𝐶)
33	2, 1	ipole 18499	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑥 ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
34	29, 31, 32, 33	syl3anc 1368	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 ↔ 𝑥 ⊆ 𝑦))
35	34	biimpd 228	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ 𝑈) → (𝑥(le‘𝐼)𝑦 → 𝑥 ⊆ 𝑦))
36	35	ralimdva 3161	. . . . . 6 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦))
37	36	3impia 1114	. . . . 5 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
38		unissb 4936	. . . . 5 ⊢ (∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥 ⊆ 𝑦)
39	37, 38	sylibr 233	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → ∪ 𝑈 ⊆ 𝑦)
40		simp2 1134	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → 𝑦 ∈ 𝐶)
41	15	mrcsscl 17573	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∪ 𝑈 ⊆ 𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
42	28, 39, 40, 41	syl3anc 1368	. . 3 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦)
43	17	3ad2ant1 1130	. . . 4 ⊢ (((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) ∧ 𝑦 ∈ 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑈 𝑥(le‘𝐼)𝑦) → (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶)
44	2, 1	ipole 18499	. . . 4 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ (𝐹‘∪ 𝑈) ∈ 𝐶 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ((𝐹‘∪ 𝑈)(le‘𝐼)𝑦 ↔ (𝐹‘∪ 𝑈) ⊆ 𝑦))
45	28, 43, 40, 44	syl3anc 1368	. . 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 257	. 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 18379	1 ⊢ ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑈 ⊆ 𝐶) → (𝐿‘𝑈) = (𝐹‘∪ 𝑈))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∀wral 3055   ⊆ wss 3943  ∪ cuni 4902   class class class wbr 5141  ‘cfv 6537  Basecbs 17153  lecple 17213  Moorecmre 17535  mrClscmrc 17536  Posetcpo 18272  lubclub 18274  toInccipo 18492

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-fz 13491  df-struct 17089  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ocomp 17227  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-proset 18260  df-poset 18278  df-lub 18311  df-ipo 18493

This theorem is referenced by:  mreclatBAD  18528