Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ntrneix3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ntrneix3 44086
Description: The closure of the union of any pair is a subset of the union of closures if and only if the union of any pair belonging to the convergents of a point implies at least one of the pair belongs to the the convergents of that point. (Contributed by RP, 19-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
ntrneix3 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 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 ntrneix3
StepHypRef Expression
1 dfss3 3935 . . . . . 6 ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))
2 ntrnei.o . . . . . . . . . . . . 13 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗m 𝑖) ↦ (𝑙𝑗 ↦ {𝑚𝑖𝑙 ∈ (𝑘𝑚)})))
3 ntrnei.f . . . . . . . . . . . . 13 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
4 ntrnei.r . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐼𝐹𝑁)
52, 3, 4ntrneiiex 44065 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
65ad2antrr 726 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
7 elmapi 8822 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
92, 3, 4ntrneibex 44062 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ V)
109ad2antrr 726 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐵 ∈ V)
11 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1211elpwid 4572 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠𝐵)
13 simpr 484 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
1413elpwid 4572 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡𝐵)
1512, 14unssd 4155 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
1610, 15sselpwd 5283 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
178, 16ffvelcdmd 7057 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ∈ 𝒫 𝐵)
1817elpwid 4572 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵)
19 ralss 4021 . . . . . . . 8 ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
2018, 19syl 17 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
214ad3antrrr 730 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
22 simpr 484 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
239ad3antrrr 730 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐵 ∈ V)
24 simpllr 775 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
2524elpwid 4572 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠𝐵)
26 simplr 768 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
2726elpwid 4572 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡𝐵)
2825, 27unssd 4155 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
2923, 28sselpwd 5283 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
302, 3, 21, 22, 29ntrneiel 44070 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) ↔ (𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥)))
31 elun 4116 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))
322, 3, 21, 22, 24ntrneiel 44070 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁𝑥)))
332, 3, 21, 22, 26ntrneiel 44070 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑡) ↔ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3432, 33orbi12d 918 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3531, 34bitrid 283 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3630, 35imbi12d 344 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3736ralbidva 3154 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3820, 37bitrd 279 . . . . . 6 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
391, 38bitrid 283 . . . . 5 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4039ralbidva 3154 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
41 ralcom 3265 . . . 4 (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4240, 41bitrdi 287 . . 3 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4342ralbidva 3154 . 2 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
44 ralcom 3265 . 2 (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4543, 44bitrdi 287 1 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  {crab 3405  Vcvv 3447  cun 3912  wss 3914  𝒫 cpw 4563   class class class wbr 5107  cmpt 5188  wf 6507  cfv 6511  (class class class)co 7387  cmpo 7389  m cmap 8799
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 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-ral 3045  df-rex 3054  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-id 5533  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-map 8801
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator