Users' Mathboxes Mathbox for Glauco Siliprandi < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  restuni3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem restuni3 46076
Description: The underlying set of a subspace induced by the subspace operator ↾t. The result can be applied, for instance, to topologies and sigma-algebras. (Contributed by Glauco Siliprandi, 26-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
restuni3.1 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
restuni3.2 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑊)
Assertion
Ref Expression
restuni3 (𝜑 → ∪ (𝐴 ↾t 𝐵) = (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))

Proof of Theorem restuni3
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eluni2 4871 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵) ↔ ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)
21bilani 510 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)
3 simpr 490 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)) → 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵))
4 restuni3.1 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
5 restuni3.2 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝑊)
6 elrest 17578 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊) → (𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)))
74, 5, 6syl2anc 596 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)))
87adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)) → (𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)))
93, 8mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵))
1093adant3 1150 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵))
11 simpl 488 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝑦)
12 simpr 490 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵))
1311, 12eleqtrd 2863 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 ∈ 𝑦 ∧ 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))
1413ex 418 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ 𝑦 → (𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
15143ad2ant3 1153 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
1615reximdv 3178 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → (∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
1710, 16mpd 16 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ 𝑦) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))
18173exp 1137 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))))
1918rexlimdv 3162 . . . . . . 7 (𝜑 → (∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
2019adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) → (∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦 → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
212, 20mpd 16 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))
22 elinel1 4147 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝑧)
2322adantl 487 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝑧)
24 simpl 488 . . . . . . . . . 10 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑧 ∈ 𝐴)
25 elunii 4872 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 ∈ 𝑧 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
2623, 24, 25syl2anc 596 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
27 elinel2 4148 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
2827adantl 487 . . . . . . . . 9 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝐵)
2926, 28elind 4146 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
3029ex 418 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)))
3130adantl 487 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)))
3231rexlimdva 3164 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) → (∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)))
3321, 32mpd 16 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
3433ralrimiva 3155 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
35 dfss3 3920 . . 3 (∪ (𝐴 ↾t 𝐵) ⊆ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
3634, 35sylibr 237 . 2 (𝜑 → ∪ (𝐴 ↾t 𝐵) ⊆ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
37 elinel1 4147 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ ∪ 𝐴)
38 eluni2 4871 . . . . . 6 (𝑥 ∈ ∪ 𝐴 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ 𝑧)
3937, 38sylib 221 . . . . 5 (𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ 𝑧)
4039adantl 487 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) → ∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ 𝑧)
414adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝐴 ∈ 𝑉)
425adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝐵 ∈ 𝑊)
43 simpr 490 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → 𝑧 ∈ 𝐴)
44 eqid 2761 . . . . . . . . . 10 (𝑧 ∩ 𝐵) = (𝑧 ∩ 𝐵)
4541, 42, 43, 44elrestd 46066 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴) → (𝑧 ∩ 𝐵) ∈ (𝐴 ↾t 𝐵))
46453adant3 1150 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → (𝑧 ∩ 𝐵) ∈ (𝐴 ↾t 𝐵))
47463adant1r 1196 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → (𝑧 ∩ 𝐵) ∈ (𝐴 ↾t 𝐵))
48 simp3 1156 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑥 ∈ 𝑧)
49 simp1r 1217 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
50 elinel2 4148 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
5149, 50syl 18 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑥 ∈ 𝐵)
52 simpl 488 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝑧)
53 simpr 490 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
5452, 53elind 4146 . . . . . . . 8 ((𝑥 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))
5548, 51, 54syl2anc 596 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵))
56 eleq2 2850 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑧 ∩ 𝐵) → (𝑥 ∈ 𝑦 ↔ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)))
5756rspcev 3577 . . . . . . 7 (((𝑧 ∩ 𝐵) ∈ (𝐴 ↾t 𝐵) ∧ 𝑥 ∈ (𝑧 ∩ 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)
5847, 55, 57syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) ∧ 𝑧 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝑧) → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)
59583exp 1137 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) → (𝑧 ∈ 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)))
6059rexlimdv 3162 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) → (∃𝑧 ∈ 𝐴 𝑥 ∈ 𝑧 → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦))
6140, 60mpd 16 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) → ∃𝑦 ∈ (𝐴 ↾t 𝐵)𝑥 ∈ 𝑦)
6261, 1sylibr 237 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (∪ 𝐴 ∩ 𝐵)) → 𝑥 ∈ ∪ (𝐴 ↾t 𝐵))
6336, 62eqelssd 3952 1 (𝜑 → ∪ (𝐴 ↾t 𝐵) = (∪ 𝐴 ∩ 𝐵))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∪ cuni 4867  (class class class)co 7412   ↾t crest 17571
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pr 5391  ax-un 7740
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5546  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-rest 17573
This theorem is used by:  restuni4  46079  subsalsal  47313
  Copyright terms: Public domain W3C validator