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 44901
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 3927 . . . . . 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 44880 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
65ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
7 elmapi 8853 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
86, 7syl 18 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
92, 3, 4ntrneibex 44877 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ V)
109ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐵 ∈ V)
11 simplr 781 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1211elpwid 4573 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠𝐵)
13 simpr 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
1413elpwid 4573 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡𝐵)
1512, 14unssd 4145 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
1610, 15sselpwd 5301 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
178, 16ffvelcdmd 7085 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ∈ 𝒫 𝐵)
1817elpwid 4573 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵)
19 ralss 4011 . . . . . . . 8 ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
2018, 19syl 18 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
214ad3antrrr 743 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
22 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
239ad3antrrr 743 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐵 ∈ V)
24 simpllr 788 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
2524elpwid 4573 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠𝐵)
26 simplr 781 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
2726elpwid 4573 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡𝐵)
2825, 27unssd 4145 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
2923, 28sselpwd 5301 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
302, 3, 21, 22, 29ntrneiel 44885 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) ↔ (𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥)))
31 elun 4107 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))
322, 3, 21, 22, 24ntrneiel 44885 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁𝑥)))
332, 3, 21, 22, 26ntrneiel 44885 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑡) ↔ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3432, 33orbi12d 932 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3531, 34bitrid 286 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3630, 35imbi12d 347 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3736ralbidva 3188 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3820, 37bitrd 282 . . . . . 6 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
391, 38bitrid 286 . . . . 5 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4039ralbidva 3188 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
41 ralcom 3295 . . . 4 (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4240, 41bitrdi 290 . . 3 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4342ralbidva 3188 . 2 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
44 ralcom 3295 . 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 290 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
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401  wo 861   = wceq 1570  wcel 2146  wral 3081  {crab 3418  Vcvv 3457  cun 3904  wss 3906  𝒫 cpw 4564   class class class wbr 5111  cmpt 5194  wf 6537  cfv 6541  (class class class)co 7420  cmpo 7422  m cmap 8831
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7743
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-id 5558  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-iota 6497  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-map 8833
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator