Theorem ntrneix2 44670

Description: An interior (closure) function is expansive if and only if all subsets which contain a point are neighborhoods (convergents) of that point. (Contributed by RP, 11-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)

Assertion

Ref	Expression
ntrneix2	⊢ (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))

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

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

Proof of Theorem ntrneix2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 488	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
2		elpwi 4563	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → 𝑠 ⊆ 𝐵)
3	2	sselda 3937	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑠) → 𝑥 ∈ 𝐵)
4		biimt 362	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
5	3, 4	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝑠) → (𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
6	5	pm5.74da 813	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → ((𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ (𝑥 ∈ 𝑠 → (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)))))
7		bi2.04 390	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑠 → (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
8	6, 7	bitrdi 289	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → ((𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ (𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)))))
9	8	albidv 1941	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → (∀𝑥(𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)))))
10		df-ss 3922	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)))
11		df-ral 3078	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ ∀𝑥(𝑥 ∈ 𝐵 → (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
12	9, 10, 11	3bitr4g 316	. . . . 5 ⊢ (𝑠 ∈ 𝒫 𝐵 → (𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
13	1, 12	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠))))
14		ntrnei.o	. . . . . . 7 ⊢ 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {𝑚 ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (𝑘‘𝑚)})))
15		ntrnei.f	. . . . . . 7 ⊢ 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
16		ntrnei.r	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐼𝐹𝑁)
17	16	ad2antrr 736	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
18		simpr 488	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
19		simplr 778	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
20	14, 15, 17, 18, 19	ntrneiel 44658	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥)))
21	20	imbi2d 342	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
22	21	ralbidva 3184	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑥 ∈ (𝐼‘𝑠)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
23	13, 22	bitrd 281	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
24	23	ralbidva 3184	. 2 ⊢ (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))
25		ralcom 3291	. 2 ⊢ (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥)) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥)))
26	24, 25	bitrdi 289	1 ⊢ (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑠 ⊆ (𝐼‘𝑠) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵(𝑥 ∈ 𝑠 → 𝑠 ∈ (𝑁‘𝑥))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 399  ∀wal 1559   = wceq 1561   ∈ wcel 2143  ∀wral 3077  {crab 3415  Vcvv 3455   ⊆ wss 3905  𝒫 cpw 4556   class class class wbr 5101   ↦ cmpt 5182  ‘cfv 6522  (class class class)co 7397   ∈ cmpo 7399   ↑_m cmap 8809

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1816  ax-4 1830  ax-5 1931  ax-6 1988  ax-7 2029  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5228  ax-sep 5247  ax-nul 5257  ax-pow 5323  ax-pr 5391  ax-un 7719

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3an 1101  df-tru 1564  df-fal 1574  df-ex 1801  df-nf 1805  df-sb 2092  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-nul 4287  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-op 4590  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5102  df-opab 5164  df-mpt 5183  df-id 5543  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-iota 6478  df-fun 6524  df-fn 6525  df-f 6526  df-f1 6527  df-fo 6528  df-f1o 6529  df-fv 6530  df-ov 7400  df-oprab 7401  df-mpo 7402  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-map 8811

This theorem is referenced by: (None)