Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  reff Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem reff 32819
Description: For any cover refinement, there exists a function associating with each set in the refinement a set in the original cover containing it. This is sometimes used as a definition of refinement. Note that this definition uses the axiom of choice through ac6sg 10483. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Jan-2020.)
Assertion
Ref Expression
reff (𝐴𝑉 → (𝐴Ref𝐵 ↔ ( 𝐵 𝐴 ∧ ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑣   𝐵,𝑓,𝑣   𝑓,𝑉,𝑣

Proof of Theorem reff
Dummy variables 𝑥 𝑢 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ssid 4005 . . . 4 𝐵 𝐵
2 eqid 2733 . . . . . 6 𝐴 = 𝐴
3 eqid 2733 . . . . . 6 𝐵 = 𝐵
42, 3isref 23013 . . . . 5 (𝐴𝑉 → (𝐴Ref𝐵 ↔ ( 𝐵 = 𝐴 ∧ ∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢)))
54simprbda 500 . . . 4 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → 𝐵 = 𝐴)
61, 5sseqtrid 4035 . . 3 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → 𝐵 𝐴)
74simplbda 501 . . . 4 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → ∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢)
8 sseq2 4009 . . . . . 6 (𝑢 = (𝑓𝑣) → (𝑣𝑢𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))
98ac6sg 10483 . . . . 5 (𝐴𝑉 → (∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢 → ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))))
109adantr 482 . . . 4 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → (∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢 → ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))))
117, 10mpd 15 . . 3 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))
126, 11jca 513 . 2 ((𝐴𝑉𝐴Ref𝐵) → ( 𝐵 𝐴 ∧ ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))))
13 simplr 768 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → 𝐵 𝐴)
14 nfv 1918 . . . . . . . . . . 11 𝑣(𝐴𝑉 𝐵 𝐴)
15 nfv 1918 . . . . . . . . . . . 12 𝑣 𝑓:𝐴𝐵
16 nfra1 3282 . . . . . . . . . . . 12 𝑣𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)
1715, 16nfan 1903 . . . . . . . . . . 11 𝑣(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
1814, 17nfan 1903 . . . . . . . . . 10 𝑣((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))
19 nfv 1918 . . . . . . . . . 10 𝑣 𝑥 𝐴
2018, 19nfan 1903 . . . . . . . . 9 𝑣(((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴)
21 simplrl 776 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑓:𝐴𝐵)
22 simpr 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣𝐴)
2321, 22ffvelcdmd 7088 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → (𝑓𝑣) ∈ 𝐵)
2423adantlr 714 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → (𝑓𝑣) ∈ 𝐵)
2524adantr 482 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) ∧ 𝑥𝑣) → (𝑓𝑣) ∈ 𝐵)
26 simplrr 777 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
2726adantlr 714 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
28 simpr 486 . . . . . . . . . . . 12 (((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣𝐴)
29 rspa 3246 . . . . . . . . . . . 12 ((∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
3027, 28, 29syl2anc 585 . . . . . . . . . . 11 (((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
3130sselda 3983 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) ∧ 𝑥𝑣) → 𝑥 ∈ (𝑓𝑣))
32 eleq2 2823 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝑓𝑣) → (𝑥𝑢𝑥 ∈ (𝑓𝑣)))
3332rspcev 3613 . . . . . . . . . 10 (((𝑓𝑣) ∈ 𝐵𝑥 ∈ (𝑓𝑣)) → ∃𝑢𝐵 𝑥𝑢)
3425, 31, 33syl2anc 585 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) ∧ 𝑣𝐴) ∧ 𝑥𝑣) → ∃𝑢𝐵 𝑥𝑢)
35 simpr 486 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) → 𝑥 𝐴)
36 eluni2 4913 . . . . . . . . . 10 (𝑥 𝐴 ↔ ∃𝑣𝐴 𝑥𝑣)
3735, 36sylib 217 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) → ∃𝑣𝐴 𝑥𝑣)
3820, 34, 37r19.29af 3266 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) → ∃𝑢𝐵 𝑥𝑢)
39 eluni2 4913 . . . . . . . 8 (𝑥 𝐵 ↔ ∃𝑢𝐵 𝑥𝑢)
4038, 39sylibr 233 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑥 𝐴) → 𝑥 𝐵)
4113, 40eqelssd 4004 . . . . . 6 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → 𝐵 = 𝐴)
4226, 22, 29syl2anc 585 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))
438rspcev 3613 . . . . . . . . 9 (((𝑓𝑣) ∈ 𝐵𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)) → ∃𝑢𝐵 𝑣𝑢)
4423, 42, 43syl2anc 585 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) ∧ 𝑣𝐴) → ∃𝑢𝐵 𝑣𝑢)
4544ex 414 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → (𝑣𝐴 → ∃𝑢𝐵 𝑣𝑢))
4618, 45ralrimi 3255 . . . . . 6 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → ∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢)
474ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → (𝐴Ref𝐵 ↔ ( 𝐵 = 𝐴 ∧ ∀𝑣𝐴𝑢𝐵 𝑣𝑢)))
4841, 46, 47mpbir2and 712 . . . . 5 (((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) ∧ (𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣))) → 𝐴Ref𝐵)
4948ex 414 . . . 4 ((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) → ((𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)) → 𝐴Ref𝐵))
5049exlimdv 1937 . . 3 ((𝐴𝑉 𝐵 𝐴) → (∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)) → 𝐴Ref𝐵))
5150impr 456 . 2 ((𝐴𝑉 ∧ ( 𝐵 𝐴 ∧ ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))) → 𝐴Ref𝐵)
5212, 51impbida 800 1 (𝐴𝑉 → (𝐴Ref𝐵 ↔ ( 𝐵 𝐴 ∧ ∃𝑓(𝑓:𝐴𝐵 ∧ ∀𝑣𝐴 𝑣 ⊆ (𝑓𝑣)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 397   = wceq 1542  wex 1782  wcel 2107  wral 3062  wrex 3071  wss 3949   cuni 4909   class class class wbr 5149  wf 6540  cfv 6544  Refcref 23006
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-reg 9587  ax-inf2 9636  ax-ac2 10458
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-om 7856  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-en 8940  df-r1 9759  df-rank 9760  df-card 9934  df-ac 10111  df-ref 23009
This theorem is referenced by:  locfinreflem  32820
  Copyright terms: Public domain W3C validator