Theorem neik0pk1imk0 40750

Description: Kuratowski's K0' and K1 axioms imply K0. Neighborhood version. (Contributed by RP, 3-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
neik0pk1imk0.bex	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
neik0pk1imk0.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
neik0pk1imk0.k0p	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑁‘𝑥) ≠ ∅)
neik0pk1imk0.k1	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)))

Assertion

Ref	Expression
neik0pk1imk0	⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑠,𝑡   𝑁,𝑠,𝑡   𝜑,𝑠,𝑥   𝑥,𝑡

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑡)   𝐵(𝑥)   𝑁(𝑥)   𝑉(𝑥,𝑡,𝑠)

Proof of Theorem neik0pk1imk0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		neik0pk1imk0.k1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)))
2		neik0pk1imk0.bex	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑉)
3		pwidg 4519	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → 𝐵 ∈ 𝒫 𝐵)
4		sseq2 3941	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑡 = 𝐵 → (𝑠 ⊆ 𝑡 ↔ 𝑠 ⊆ 𝐵))
5	4	anbi2d 631	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝐵 → ((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵)))
6		eleq1 2877	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝐵 → (𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥) ↔ 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
7	5, 6	imbi12d 348	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑡 = 𝐵 → (((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)) ↔ ((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
8	7	rspcv 3566	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 ∈ 𝒫 𝐵 → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)) → ((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
9	2, 3, 8	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)) → ((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
10	9	ralimdv 3145	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)) → ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
11	10	ralimdv 3145	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁‘𝑥)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
12	1, 11	mpd 15	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
13		r19.23v 3238	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)) ↔ (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
14	13	biimpi 219	. . . . 5 ⊢ (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)) → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
15	14	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)) → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
16	15	ralimdv 3145	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))))
17	12, 16	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
18		neik0pk1imk0.k0p	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑁‘𝑥) ≠ ∅)
19		neik0pk1imk0.n	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
20		elmapi 8411	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵) → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
21	19, 20	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
22	21	ffvelrnda 6828	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑁‘𝑥) ∈ 𝒫 𝒫 𝐵)
23	22	elpwid 4508	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑁‘𝑥) ⊆ 𝒫 𝐵)
24	23	sseld 3914	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵))
25	24	ancrd 555	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
26	25	eximdv 1918	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (∃𝑠 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → ∃𝑠(𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
27		n0 4260	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁‘𝑥) ≠ ∅ ↔ ∃𝑠 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))
28		df-rex 3112	. . . . . . . 8 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ↔ ∃𝑠(𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥)))
29	26, 27, 28	3imtr4g 299	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑥) ≠ ∅ → ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥)))
30	29	imp 410	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ (𝑁‘𝑥) ≠ ∅) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))
31		elpwi 4506	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → 𝑠 ⊆ 𝐵)
32	24, 31	syl6 35	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → 𝑠 ⊆ 𝐵))
33	32	ralrimivw 3150	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → 𝑠 ⊆ 𝐵))
34	33	adantr 484	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ (𝑁‘𝑥) ≠ ∅) → ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) → 𝑠 ⊆ 𝐵))
35	30, 34	r19.29imd 3218	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) ∧ (𝑁‘𝑥) ≠ ∅) → ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵))
36	35	ex 416	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑁‘𝑥) ≠ ∅ → ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵)))
37	36	ralimdva 3144	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑁‘𝑥) ≠ ∅ → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵)))
38	18, 37	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵))
39		ralim 3130	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥) ∧ 𝑠 ⊆ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥)))
40	17, 38, 39	sylc 65	1 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 𝐵 ∈ (𝑁‘𝑥))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1538  ∃wex 1781   ∈ wcel 2111   ≠ wne 2987  ∀wral 3106  ∃wrex 3107   ⊆ wss 3881  ∅c0 4243  𝒫 cpw 4497  ⟶wf 6320  ‘cfv 6324  (class class class)co 7135   ↑_m cmap 8389

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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5231  ax-pr 5295  ax-un 7441

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-ral 3111  df-rex 3112  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-csb 3829  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-nul 4244  df-if 4426  df-pw 4499  df-sn 4526  df-pr 4528  df-op 4532  df-uni 4801  df-iun 4883  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-id 5425  df-xp 5525  df-rel 5526  df-cnv 5527  df-co 5528  df-dm 5529  df-rn 5530  df-res 5531  df-ima 5532  df-iota 6283  df-fun 6326  df-fn 6327  df-f 6328  df-fv 6332  df-ov 7138  df-oprab 7139  df-mpo 7140  df-1st 7671  df-2nd 7672  df-map 8391

This theorem is referenced by: (None)