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

Theorem poslubmo 18471
Description: Least upper bounds in a poset are unique if they exist. (Contributed by Stefan O'Rear, 31-Jan-2015.) (Revised by NM, 16-Jun-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
poslubmo.l = (le‘𝐾)
poslubmo.b 𝐵 = (Base‘𝐾)
Assertion
Ref Expression
poslubmo ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) → ∃*𝑥𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
Distinct variable groups:   𝑥, ,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝐾,𝑦,𝑧   𝑥,𝑆,𝑦,𝑧

Proof of Theorem poslubmo
Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simprrl 792 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → ∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤)
2 breq2 5112 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑤 → (𝑦 𝑧𝑦 𝑤))
32ralbidv 3187 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤))
4 breq2 5112 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑤 → (𝑥 𝑧𝑥 𝑤))
53, 4imbi12d 347 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑤 → ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧) ↔ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤𝑥 𝑤)))
6 simprlr 791 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧))
7 simplrr 789 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → 𝑤𝐵)
85, 6, 7rspcdva 3581 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤𝑥 𝑤))
91, 8mpd 16 . . . . 5 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → 𝑥 𝑤)
10 simprll 790 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → ∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥)
11 breq2 5112 . . . . . . . . 9 (𝑧 = 𝑥 → (𝑦 𝑧𝑦 𝑥))
1211ralbidv 3187 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑥 → (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥))
13 breq2 5112 . . . . . . . 8 (𝑧 = 𝑥 → (𝑤 𝑧𝑤 𝑥))
1412, 13imbi12d 347 . . . . . . 7 (𝑧 = 𝑥 → ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧) ↔ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥𝑤 𝑥)))
15 simprrr 793 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧))
16 simplrl 788 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → 𝑥𝐵)
1714, 15, 16rspcdva 3581 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥𝑤 𝑥))
1810, 17mpd 16 . . . . 5 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → 𝑤 𝑥)
19 poslubmo.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝐾)
20 poslubmo.l . . . . . . . 8 = (le‘𝐾)
2119, 20posasymb 18381 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑥𝐵𝑤𝐵) → ((𝑥 𝑤𝑤 𝑥) ↔ 𝑥 = 𝑤))
22213expb 1137 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Poset ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) → ((𝑥 𝑤𝑤 𝑥) ↔ 𝑥 = 𝑤))
2322ad4ant13 763 . . . . 5 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → ((𝑥 𝑤𝑤 𝑥) ↔ 𝑥 = 𝑤))
249, 18, 23mpbi2and 724 . . . 4 ((((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) ∧ ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))) → 𝑥 = 𝑤)
2524ex 417 . . 3 (((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) ∧ (𝑥𝐵𝑤𝐵)) → (((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧))) → 𝑥 = 𝑤))
2625ralrimivva 3207 . 2 ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) → ∀𝑥𝐵𝑤𝐵 (((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧))) → 𝑥 = 𝑤))
27 breq2 5112 . . . . 5 (𝑥 = 𝑤 → (𝑦 𝑥𝑦 𝑤))
2827ralbidv 3187 . . . 4 (𝑥 = 𝑤 → (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ↔ ∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤))
29 breq1 5111 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 𝑧𝑤 𝑧))
3029imbi2d 343 . . . . 5 (𝑥 = 𝑤 → ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧) ↔ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))
3130ralbidv 3187 . . . 4 (𝑥 = 𝑤 → (∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧) ↔ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧)))
3228, 31anbi12d 643 . . 3 (𝑥 = 𝑤 → ((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ↔ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧))))
3332rmo4 3692 . 2 (∃*𝑥𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑤𝐵 (((∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)) ∧ (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑤 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑤 𝑧))) → 𝑥 = 𝑤))
3426, 33sylibr 237 1 ((𝐾 ∈ Poset ∧ 𝑆𝐵) → ∃*𝑥𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑥 ∧ ∀𝑧𝐵 (∀𝑦𝑆 𝑦 𝑧𝑥 𝑧)))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 400   = wceq 1569  wcel 2142  wral 3078  ∃*wrmo 3367  wss 3904   class class class wbr 5108  cfv 6536  Basecbs 17275  lecple 17323  Posetcpo 18369
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-ext 2734  ax-nul 5268
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-sb 2096  df-mo 2566  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-dif 3907  df-un 3909  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-br 5109  df-iota 6492  df-fv 6544  df-proset 18356  df-poset 18375
This theorem is used by:  poslubd  18473  lubeldm2  49762
  Copyright terms: Public domain W3C validator