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

Theorem poslubd 17750
Description: Properties which determine the least upper bound in a poset. (Contributed by Stefan O'Rear, 31-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
poslubd.l = (le‘𝐾)
poslubd.b 𝐵 = (Base‘𝐾)
poslubd.u 𝑈 = (lub‘𝐾)
poslubd.k (𝜑𝐾 ∈ Poset)
poslubd.s (𝜑𝑆𝐵)
poslubd.t (𝜑𝑇𝐵)
poslubd.ub ((𝜑𝑥𝑆) → 𝑥 𝑇)
poslubd.le ((𝜑𝑦𝐵 ∧ ∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦) → 𝑇 𝑦)
Assertion
Ref Expression
poslubd (𝜑 → (𝑈𝑆) = 𝑇)
Distinct variable groups:   𝑥, ,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑈,𝑦   𝑥,𝑇,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦

Proof of Theorem poslubd
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 poslubd.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝐾)
2 poslubd.l . . 3 = (le‘𝐾)
3 poslubd.u . . 3 𝑈 = (lub‘𝐾)
4 biid 263 . . 3 ((∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)) ↔ (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
5 poslubd.k . . 3 (𝜑𝐾 ∈ Poset)
6 poslubd.s . . 3 (𝜑𝑆𝐵)
71, 2, 3, 4, 5, 6lubval 17586 . 2 (𝜑 → (𝑈𝑆) = (𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))))
8 poslubd.ub . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑆) → 𝑥 𝑇)
98ralrimiva 3180 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇)
10 poslubd.le . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵 ∧ ∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦) → 𝑇 𝑦)
11103expia 1115 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵) → (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦))
1211ralrimiva 3180 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦))
139, 12jca 514 . . 3 (𝜑 → (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦)))
14 poslubd.t . . . 4 (𝜑𝑇𝐵)
15 breq2 5061 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑇 → (𝑥 𝑧𝑥 𝑇))
1615ralbidv 3195 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 → (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ↔ ∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇))
17 breq1 5060 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑇 → (𝑧 𝑦𝑇 𝑦))
1817imbi2d 343 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑇 → ((∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦) ↔ (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦)))
1918ralbidv 3195 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑇 → (∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦) ↔ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦)))
2016, 19anbi12d 632 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑇 → ((∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)) ↔ (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦))))
2120rspcev 3621 . . . . . 6 ((𝑇𝐵 ∧ (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦))) → ∃𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
2214, 13, 21syl2anc 586 . . . . 5 (𝜑 → ∃𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
232, 1poslubmo 17748 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) → ∃*𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
245, 6, 23syl2anc 586 . . . . 5 (𝜑 → ∃*𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
25 reu5 3429 . . . . 5 (∃!𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)) ↔ (∃𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)) ∧ ∃*𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))))
2622, 24, 25sylanbrc 585 . . . 4 (𝜑 → ∃!𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦)))
2720riota2 7131 . . . 4 ((𝑇𝐵 ∧ ∃!𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))) → ((∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦)) ↔ (𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))) = 𝑇))
2814, 26, 27syl2anc 586 . . 3 (𝜑 → ((∀𝑥𝑆 𝑥 𝑇 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑇 𝑦)) ↔ (𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))) = 𝑇))
2913, 28mpbid 234 . 2 (𝜑 → (𝑧𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑧 ∧ ∀𝑦𝐵 (∀𝑥𝑆 𝑥 𝑦𝑧 𝑦))) = 𝑇)
307, 29eqtrd 2854 1 (𝜑 → (𝑈𝑆) = 𝑇)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wral 3136  wrex 3137  ∃!wreu 3138  ∃*wrmo 3139  wss 3934   class class class wbr 5057  cfv 6348  crio 7105  Basecbs 16475  lecple 16564  Posetcpo 17542  lubclub 17544
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2791  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2616  df-eu 2648  df-clab 2798  df-cleq 2812  df-clel 2891  df-nfc 2961  df-ne 3015  df-ral 3141  df-rex 3142  df-reu 3143  df-rmo 3144  df-rab 3145  df-v 3495  df-sbc 3771  df-csb 3882  df-dif 3937  df-un 3939  df-in 3941  df-ss 3950  df-nul 4290  df-if 4466  df-pw 4539  df-sn 4560  df-pr 4562  df-op 4566  df-uni 4831  df-iun 4912  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-id 5453  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-riota 7106  df-proset 17530  df-poset 17548  df-lub 17576
This theorem is referenced by:  poslubdg  17751
  Copyright terms: Public domain W3C validator