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

Theorem ntrneixb 42522
Description: The interiors (closures) of sets that span the base set also span the base set if and only if the neighborhoods (convergents) of every point contain at least one of every pair of sets that span the base set. (Contributed by RP, 11-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ntrnei.o 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (π‘˜ ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {π‘š ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (π‘˜β€˜π‘š)})))
ntrnei.f 𝐹 = (𝒫 𝐡𝑂𝐡)
ntrnei.r (πœ‘ β†’ 𝐼𝐹𝑁)
Assertion
Ref Expression
ntrneixb (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
Distinct variable groups:   𝐡,𝑖,𝑗,π‘˜,𝑙,π‘š,𝑠,𝑑,π‘₯   π‘˜,𝐼,𝑙,π‘š,π‘₯   πœ‘,𝑖,𝑗,π‘˜,𝑙,𝑠,𝑑,π‘₯
Allowed substitution hints:   πœ‘(π‘š)   𝐹(π‘₯,𝑑,𝑖,𝑗,π‘˜,π‘š,𝑠,𝑙)   𝐼(𝑑,𝑖,𝑗,𝑠)   𝑁(π‘₯,𝑑,𝑖,𝑗,π‘˜,π‘š,𝑠,𝑙)   𝑂(π‘₯,𝑑,𝑖,𝑗,π‘˜,π‘š,𝑠,𝑙)

Proof of Theorem ntrneixb
StepHypRef Expression
1 eqss 3977 . . . . . . . 8 (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡 ↔ (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) βŠ† 𝐡 ∧ 𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘))))
21a1i 11 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡 ↔ (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) βŠ† 𝐡 ∧ 𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)))))
3 ntrnei.o . . . . . . . . . . . . . 14 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (π‘˜ ∈ (𝒫 𝑗 ↑m 𝑖) ↦ (𝑙 ∈ 𝑗 ↦ {π‘š ∈ 𝑖 ∣ 𝑙 ∈ (π‘˜β€˜π‘š)})))
4 ntrnei.f . . . . . . . . . . . . . 14 𝐹 = (𝒫 𝐡𝑂𝐡)
5 ntrnei.r . . . . . . . . . . . . . 14 (πœ‘ β†’ 𝐼𝐹𝑁)
63, 4, 5ntrneiiex 42503 . . . . . . . . . . . . 13 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ (𝒫 𝐡 ↑m 𝒫 𝐡))
7 elmapi 8809 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐼 ∈ (𝒫 𝐡 ↑m 𝒫 𝐡) β†’ 𝐼:𝒫 π΅βŸΆπ’« 𝐡)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (πœ‘ β†’ 𝐼:𝒫 π΅βŸΆπ’« 𝐡)
98ffvelcdmda 7055 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘ ) ∈ 𝒫 𝐡)
109elpwid 4589 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘ ) βŠ† 𝐡)
1110adantr 481 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘ ) βŠ† 𝐡)
128ffvelcdmda 7055 . . . . . . . . . . 11 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) ∈ 𝒫 𝐡)
1312elpwid 4589 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) βŠ† 𝐡)
1413adantlr 713 . . . . . . . . 9 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (πΌβ€˜π‘‘) βŠ† 𝐡)
1511, 14unssd 4166 . . . . . . . 8 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) βŠ† 𝐡)
1615biantrurd 533 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) βŠ† 𝐡 ∧ 𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)))))
17 dfss3 3950 . . . . . . . . 9 (𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ ∈ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)))
18 elun 4128 . . . . . . . . . 10 (π‘₯ ∈ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)))
1918ralbii 3092 . . . . . . . . 9 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 π‘₯ ∈ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)))
2017, 19bitri 274 . . . . . . . 8 (𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)))
2120a1i 11 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (𝐡 βŠ† ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))))
222, 16, 213bitr2d 306 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))))
2322imbi2d 340 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)))))
24 r19.21v 3178 . . . . . 6 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))) ↔ ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))))
2524a1i 11 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))) ↔ ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)))))
265ad3antrrr 728 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ 𝐼𝐹𝑁)
27 simpr 485 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ π‘₯ ∈ 𝐡)
28 simpllr 774 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡)
293, 4, 26, 27, 28ntrneiel 42508 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ↔ 𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))
30 simplr 767 . . . . . . . . 9 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡)
313, 4, 26, 27, 30ntrneiel 42508 . . . . . . . 8 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘) ↔ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))
3229, 31orbi12d 917 . . . . . . 7 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ ((π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘)) ↔ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯))))
3332imbi2d 340 . . . . . 6 ((((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ π‘₯ ∈ 𝐡) β†’ (((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))) ↔ ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
3433ralbidva 3174 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘ ) ∨ π‘₯ ∈ (πΌβ€˜π‘‘))) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
3523, 25, 343bitr2d 306 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) ∧ 𝑑 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
3635ralbidva 3174 . . 3 ((πœ‘ ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐡) β†’ (βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
3736ralbidva 3174 . 2 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
38 ralrot3 3287 . 2 (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 ((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯))) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯))))
3937, 38bitrdi 286 1 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ ((πΌβ€˜π‘ ) βˆͺ (πΌβ€˜π‘‘)) = 𝐡) ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝐡 βˆ€π‘  ∈ 𝒫 π΅βˆ€π‘‘ ∈ 𝒫 𝐡((𝑠 βˆͺ 𝑑) = 𝐡 β†’ (𝑠 ∈ (π‘β€˜π‘₯) ∨ 𝑑 ∈ (π‘β€˜π‘₯)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3060  {crab 3418  Vcvv 3459   βˆͺ cun 3926   βŠ† wss 3928  π’« cpw 4580   class class class wbr 5125   ↦ cmpt 5208  βŸΆwf 6512  β€˜cfv 6516  (class class class)co 7377   ∈ cmpo 7379   ↑m cmap 8787
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2702  ax-rep 5262  ax-sep 5276  ax-nul 5283  ax-pow 5340  ax-pr 5404  ax-un 7692
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-ral 3061  df-rex 3070  df-reu 3365  df-rab 3419  df-v 3461  df-sbc 3758  df-csb 3874  df-dif 3931  df-un 3933  df-in 3935  df-ss 3945  df-nul 4303  df-if 4507  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4886  df-iun 4976  df-br 5126  df-opab 5188  df-mpt 5209  df-id 5551  df-xp 5659  df-rel 5660  df-cnv 5661  df-co 5662  df-dm 5663  df-rn 5664  df-res 5665  df-ima 5666  df-iota 6468  df-fun 6518  df-fn 6519  df-f 6520  df-f1 6521  df-fo 6522  df-f1o 6523  df-fv 6524  df-ov 7380  df-oprab 7381  df-mpo 7382  df-1st 7941  df-2nd 7942  df-map 8789
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator