Theorem ntrneifv4 43138

Description: The value of the interior (closure) expressed in terms of the neighbors (convergents) function. (Contributed by RP, 26-Jun-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
ntrnei.o	⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
ntrnei.f	⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
ntrnei.r	⊢ (𝜑 → 𝐼𝐹𝑁)
ntrneifv.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
ntrneifv4	⊢ (𝜑 → (𝐼‘𝑆) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑆 ∈ (𝑁‘𝑥)})

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚,𝑥   𝑘,𝐼,𝑙,𝑚,𝑥   𝑆,𝑚,𝑥   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚)   𝑆(𝑖,𝑗,𝑘,𝑙)   𝐹(𝑥,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑙)   𝐼(𝑖,𝑗)   𝑁(𝑥,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑙)   𝑂(𝑥,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑙)

Proof of Theorem ntrneifv4

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dfin5 3955	. 2 ⊢ (𝐵 ∩ (𝐼‘𝑆)) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑆)}
2		ntrnei.o	. . . . . . 7 ⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
3		ntrnei.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
4		ntrnei.r	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐼𝐹𝑁)
5	2, 3, 4	ntrneiiex 43129	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵))
6		elmapi 8845	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ (𝒫 𝐵 ↑m 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
7	5, 6	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
8		ntrneifv.s	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
9	7, 8	ffvelcdmd 7086	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐼‘𝑆) ∈ 𝒫 𝐵)
10	9	elpwid 4610	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐼‘𝑆) ⊆ 𝐵)
11		sseqin2 4214	. . 3 ⊢ ((𝐼‘𝑆) ⊆ 𝐵 ↔ (𝐵 ∩ (𝐼‘𝑆)) = (𝐼‘𝑆))
12	10, 11	sylib 217	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 ∩ (𝐼‘𝑆)) = (𝐼‘𝑆))
13	4	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
14		simpr 483	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
15	8	adantr 479	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
16	2, 3, 13, 14, 15	ntrneiel 43134	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼‘𝑆) ↔ 𝑆 ∈ (𝑁‘𝑥)))
17	16	rabbidva 3437	. 2 ⊢ (𝜑 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑆)} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑆 ∈ (𝑁‘𝑥)})
18	1, 12, 17	3eqtr3a 2794	1 ⊢ (𝜑 → (𝐼‘𝑆) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ 𝑆 ∈ (𝑁‘𝑥)})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1539   ∈ wcel 2104  {crab 3430  Vcvv 3472   ∩ cin 3946   ⊆ wss 3947  𝒫 cpw 4601   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  ⟶wf 6538  ‘cfv 6542  (class class class)co 7411   ∈ cmpo 7413   ↑_m cmap 8822

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-map 8824

This theorem is referenced by:  ntrneiel2  43139