MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  poslubd Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem poslubd 18362
Description: Properties which determine the least upper bound in a poset. (Contributed by Stefan O'Rear, 31-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
poslubd.l ≀ = (leβ€˜πΎ)
poslubd.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΎ)
poslubd.u π‘ˆ = (lubβ€˜πΎ)
poslubd.k (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ Poset)
poslubd.s (πœ‘ β†’ 𝑆 βŠ† 𝐡)
poslubd.t (πœ‘ β†’ 𝑇 ∈ 𝐡)
poslubd.ub ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑆) β†’ π‘₯ ≀ 𝑇)
poslubd.le ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝐡 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦) β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)
Assertion
Ref Expression
poslubd (πœ‘ β†’ (π‘ˆβ€˜π‘†) = 𝑇)
Distinct variable groups:   π‘₯, ≀ ,𝑦   π‘₯,𝐡,𝑦   π‘₯,𝐾,𝑦   π‘₯,𝑆,𝑦   π‘₯,π‘ˆ,𝑦   π‘₯,𝑇,𝑦   πœ‘,π‘₯,𝑦

Proof of Theorem poslubd
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 poslubd.b . . 3 𝐡 = (Baseβ€˜πΎ)
2 poslubd.l . . 3 ≀ = (leβ€˜πΎ)
3 poslubd.u . . 3 π‘ˆ = (lubβ€˜πΎ)
4 biid 260 . . 3 ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)) ↔ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
5 poslubd.k . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐾 ∈ Poset)
6 poslubd.s . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑆 βŠ† 𝐡)
71, 2, 3, 4, 5, 6lubval 18305 . 2 (πœ‘ β†’ (π‘ˆβ€˜π‘†) = (℩𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))))
8 poslubd.ub . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ 𝑆) β†’ π‘₯ ≀ 𝑇)
98ralrimiva 3146 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇)
10 poslubd.le . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝐡 ∧ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦) β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)
11103expia 1121 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ 𝐡) β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦))
1211ralrimiva 3146 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦))
139, 12jca 512 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)))
14 poslubd.t . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑇 ∈ 𝐡)
15 breq2 5151 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑇 β†’ (π‘₯ ≀ 𝑧 ↔ π‘₯ ≀ 𝑇))
1615ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 β†’ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ↔ βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇))
17 breq1 5150 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑇 β†’ (𝑧 ≀ 𝑦 ↔ 𝑇 ≀ 𝑦))
1817imbi2d 340 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑇 β†’ ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦) ↔ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)))
1918ralbidv 3177 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦) ↔ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)))
2016, 19anbi12d 631 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑇 β†’ ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)) ↔ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦))))
2120rspcev 3612 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ 𝐡 ∧ (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦))) β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
2214, 13, 21syl2anc 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
232, 1poslubmo 18360 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆 βŠ† 𝐡) β†’ βˆƒ*𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
245, 6, 23syl2anc 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ βˆƒ*𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
25 reu5 3378 . . . . 5 (βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)) ↔ (βˆƒπ‘§ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)) ∧ βˆƒ*𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))))
2622, 24, 25sylanbrc 583 . . . 4 (πœ‘ β†’ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦)))
2720riota2 7387 . . . 4 ((𝑇 ∈ 𝐡 ∧ βˆƒ!𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))) β†’ ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)) ↔ (℩𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))) = 𝑇))
2814, 26, 27syl2anc 584 . . 3 (πœ‘ β†’ ((βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑇 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑇 ≀ 𝑦)) ↔ (℩𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))) = 𝑇))
2913, 28mpbid 231 . 2 (πœ‘ β†’ (℩𝑧 ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑧 ∧ βˆ€π‘¦ ∈ 𝐡 (βˆ€π‘₯ ∈ 𝑆 π‘₯ ≀ 𝑦 β†’ 𝑧 ≀ 𝑦))) = 𝑇)
307, 29eqtrd 2772 1 (πœ‘ β†’ (π‘ˆβ€˜π‘†) = 𝑇)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  βˆƒwrex 3070  βˆƒ!wreu 3374  βˆƒ*wrmo 3375   βŠ† wss 3947   class class class wbr 5147  β€˜cfv 6540  β„©crio 7360  Basecbs 17140  lecple 17200  Posetcpo 18256  lubclub 18258
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 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-proset 18244  df-poset 18262  df-lub 18295
This theorem is referenced by:  poslubdg  18363  lubsscl  47546
  Copyright terms: Public domain W3C validator