Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ntrneiiso Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ntrneiiso 44918
Description: If (pseudo-)interior and (pseudo-)neighborhood functions are related by the operator, 𝐹, then conditions equal to claiming that the interior function is isotonic hold equally. (Contributed by RP, 3-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ntrnei.o 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗m 𝑖) ↦ (𝑙𝑗 ↦ {𝑚𝑖𝑙 ∈ (𝑘𝑚)})))
ntrnei.f 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
ntrnei.r (𝜑𝐼𝐹𝑁)
Assertion
Ref Expression
ntrneiiso (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚,𝑠,𝑡,𝑥   𝑘,𝐼,𝑙,𝑚,𝑥   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑠,𝑡,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚)   𝐹(𝑥, 𝑡, 𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑙)   𝐼(𝑡, 𝑖, 𝑗, 𝑠)   𝑁(𝑥, 𝑡, 𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑙)   𝑂(𝑥, 𝑡, 𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑙)

Proof of Theorem ntrneiiso
StepHypRef Expression
1 df-ss 3919 . . . . . . . 8 ((𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))
21imbi2i 339 . . . . . . 7 ((𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠𝑡 → ∀𝑥(𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))
3 19.21v 1972 . . . . . . 7 (∀𝑥(𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ (𝑠𝑡 → ∀𝑥(𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))
42, 3bitr4i 281 . . . . . 6 ((𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥(𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))
5 ax-1 6 . . . . . . . . . 10 ((𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) → (𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
6 simpll 779 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝜑)
7 ntrnei.o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗m 𝑖) ↦ (𝑙𝑗 ↦ {𝑚𝑖𝑙 ∈ (𝑘𝑚)})))
8 ntrnei.f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
9 ntrnei.r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑𝐼𝐹𝑁)
107, 8, 9ntrneiiex 44903 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
11 elmapi 8851 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
126, 10, 113syl 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
13 simplr 781 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1412, 13ffvelcdmd 7081 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼𝑠) ∈ 𝒫 𝐵)
1514elpwid 4569 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼𝑠) ⊆ 𝐵)
1615sselda 3934 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼𝑠)) → 𝑥𝐵)
1716pm2.24d 152 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝐼𝑠)) → (¬ 𝑥𝐵𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))
1817ex 418 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → (¬ 𝑥𝐵𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))
1918com23 87 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (¬ 𝑥𝐵 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))
2019a1dd 51 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (¬ 𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
21 idd 25 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
2220, 21jad 189 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))) → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
235, 22impbid2 229 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ (𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))))
2423albidv 1953 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥(𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥(𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))))))
25 df-ral 3079 . . . . . . . 8 (∀𝑥𝐵 (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥(𝑥𝐵 → (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
2624, 25bitr4di 292 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥(𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))))
279ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
28 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
29 simpllr 788 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
307, 8, 27, 28, 29ntrneiel 44908 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁𝑥)))
31 simplr 781 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
327, 8, 27, 28, 31ntrneiel 44908 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑡) ↔ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3330, 32imbi12d 347 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3433imbi2d 343 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ (𝑠𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
35 impexp 456 . . . . . . . . . 10 (((𝑠𝑡𝑠 ∈ (𝑁𝑥)) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)) ↔ (𝑠𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
36 ancomst 470 . . . . . . . . . 10 (((𝑠𝑡𝑠 ∈ (𝑁𝑥)) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)) ↔ ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3735, 36bitr3i 280 . . . . . . . . 9 ((𝑠𝑡 → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3834, 37bitrdi 290 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3938ralbidva 3185 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥𝐵 (𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4026, 39bitrd 282 . . . . . 6 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥(𝑠𝑡 → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) → 𝑥 ∈ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
414, 40bitrid 286 . . . . 5 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4241ralbidva 3185 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
43 ralcom 3292 . . . 4 (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
4442, 43bitrdi 290 . . 3 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4544ralbidva 3185 . 2 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
46 ralcom 3292 . 2 (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
4745, 46bitrdi 290 1 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝑠𝑡 → (𝐼𝑠) ⊆ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∧ 𝑠𝑡) → 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 401  wal 1568   = wceq 1570  wcel 2145  wral 3078  {crab 3414  Vcvv 3453  wss 3902  𝒫 cpw 4560   class class class wbr 5107  cmpt 5190  wf 6533  cfv 6537  (class class class)co 7416  cmpo 7418  m cmap 8829
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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4594  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-id 5554  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-map 8831
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator