Theorem ntrneineine0lem 44837

Description: If (pseudo-)interior and (pseudo-)neighborhood functions are related by the operator, 𝐹, then conditions equal to claiming that for every point, at least one (pseudo-)neighborbood exists hold equally. (Contributed by RP, 29-May-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)
ntrnei.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
ntrneineine0lem	⊢ (𝜑 → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑋 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ (𝑁‘𝑋) ≠ ∅))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚   𝑘,𝐼,𝑙,𝑚   𝑁,𝑠   𝑋,𝑙,𝑚,𝑠   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑠

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚)   𝐵(𝑠)   𝐹(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑙)   𝐼(𝑖, 𝑗, 𝑠)   𝑁(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑙)   𝑂(𝑖, 𝑗, 𝑘, 𝑚, 𝑠, 𝑙)   𝑋(𝑖, 𝑗, 𝑘)

Proof of Theorem ntrneineine0lem

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ntrnei.o	. . . 4 ⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
2		ntrnei.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
3		ntrnei.r	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼𝐹𝑁)
4	3	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
5		ntrnei.x	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
6	5	adantr 485	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑋 ∈ 𝐵)
7		simpr 489	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
8	1, 2, 4, 6, 7	ntrneiel 44835	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑋 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)))
9	8	rexbidva 3186	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑋 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ ∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)))
10	1, 2, 3	ntrneinex 44831	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵))
11		elmapi 8844	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑁 ∈ (𝒫 𝒫 𝐵 ↑m 𝐵) → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
12	10, 11	syl 18	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑁:𝐵⟶𝒫 𝒫 𝐵)
13	12, 5	ffvelcdmd 7080	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ∈ 𝒫 𝒫 𝐵)
14	13	elpwid 4570	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝑋) ⊆ 𝒫 𝐵)
15	14	sseld 3935	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵))
16	15	pm4.71rd 571	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) ↔ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋))))
17	16	exbidv 1950	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) ↔ ∃𝑠(𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋))))
18	17	bicomd 226	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠(𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)) ↔ ∃𝑠 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)))
19		df-rex 3089	. . 3 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) ↔ ∃𝑠(𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋)))
20		n0 4306	. . 3 ⊢ ((𝑁‘𝑋) ≠ ∅ ↔ ∃𝑠 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋))
21	18, 19, 20	3bitr4g 317	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ∈ (𝑁‘𝑋) ↔ (𝑁‘𝑋) ≠ ∅))
22	9, 21	bitrd 282	1 ⊢ (𝜑 → (∃𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑋 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ (𝑁‘𝑋) ≠ ∅))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1569  ∃wex 1808   ∈ wcel 2142   ≠ wne 2957  ∃wrex 3088  {crab 3415  Vcvv 3454  ∅c0 4285  𝒫 cpw 4561   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5191  ⟶wf 6532  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412   ∈ cmpo 7414   ↑_m cmap 8822

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  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 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-map 8824

This theorem is used by:  ntrneineine0  44841