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 44851
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 3926 . . . . . 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 44830 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
65ad2antrr 738 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼 ∈ (𝒫 𝐵m 𝒫 𝐵))
7 elmapi 8842 . . . . . . . . . . 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 44827 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ V)
109ad2antrr 738 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐵 ∈ V)
11 simplr 780 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1211elpwid 4571 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠𝐵)
13 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
1413elpwid 4571 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡𝐵)
1512, 14unssd 4145 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
1610, 15sselpwd 5299 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
178, 16ffvelcdmd 7080 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ∈ 𝒫 𝐵)
1817elpwid 4571 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵)
19 ralss 4010 . . . . . . . 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 742 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
22 simpr 489 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
239ad3antrrr 742 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐵 ∈ V)
24 simpllr 787 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
2524elpwid 4571 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠𝐵)
26 simplr 780 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
2726elpwid 4571 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡𝐵)
2825, 27unssd 4145 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
2923, 28sselpwd 5299 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
302, 3, 21, 22, 29ntrneiel 44835 . . . . . . . . 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 44835 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁𝑥)))
332, 3, 21, 22, 26ntrneiel 44835 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑡) ↔ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3432, 33orbi12d 931 . . . . . . . . . 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 3186 . . . . . . 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 3186 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
41 ralcom 3293 . . . 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 3186 . 2 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
44 ralcom 3293 . 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 400  wo 860   = wceq 1570  wcel 2143  wral 3079  {crab 3416  Vcvv 3455  cun 3903  wss 3905  𝒫 cpw 4562   class class class wbr 5109  cmpt 5192  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7410  cmpo 7412  m cmap 8820
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-id 5556  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  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 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-map 8822
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator