Users' Mathboxes Mathbox for Zhi Wang < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  topdlat Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem topdlat 47717
Description: A topology is a distributive lattice under inclusion. (Contributed by Zhi Wang, 30-Sep-2024.)
Hypothesis
Ref Expression
topdlat.i 𝐼 = (toIncβ€˜π½)
Assertion
Ref Expression
topdlat (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐼 ∈ DLat)

Proof of Theorem topdlat
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 topdlat.i . . . 4 𝐼 = (toIncβ€˜π½)
21topclat 47711 . . 3 (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐼 ∈ CLat)
3 clatl 18466 . . 3 (𝐼 ∈ CLat β†’ 𝐼 ∈ Lat)
42, 3syl 17 . 2 (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐼 ∈ Lat)
5 simpl 482 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝐽 ∈ Top)
6 simpr2 1194 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ))
71ipobas 18489 . . . . . . . 8 (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐽 = (Baseβ€˜πΌ))
85, 7syl 17 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝐽 = (Baseβ€˜πΌ))
96, 8eleqtrrd 2835 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝑦 ∈ 𝐽)
10 simpr3 1195 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))
1110, 8eleqtrrd 2835 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ 𝑧 ∈ 𝐽)
12 eqid 2731 . . . . . 6 (joinβ€˜πΌ) = (joinβ€˜πΌ)
131, 5, 9, 11, 12toplatjoin 47715 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (𝑦(joinβ€˜πΌ)𝑧) = (𝑦 βˆͺ 𝑧))
1413oveq2d 7428 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦(joinβ€˜πΌ)𝑧)) = (π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦 βˆͺ 𝑧)))
15 simpr1 1193 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ))
1615, 8eleqtrrd 2835 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ π‘₯ ∈ 𝐽)
17 unopn 22626 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ 𝑦 ∈ 𝐽 ∧ 𝑧 ∈ 𝐽) β†’ (𝑦 βˆͺ 𝑧) ∈ 𝐽)
185, 9, 11, 17syl3anc 1370 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (𝑦 βˆͺ 𝑧) ∈ 𝐽)
19 eqid 2731 . . . . 5 (meetβ€˜πΌ) = (meetβ€˜πΌ)
201, 5, 16, 18, 19toplatmeet 47716 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦 βˆͺ 𝑧)) = (π‘₯ ∩ (𝑦 βˆͺ 𝑧)))
21 inopn 22622 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ Top ∧ π‘₯ ∈ 𝐽 ∧ 𝑦 ∈ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∩ 𝑦) ∈ 𝐽)
225, 16, 9, 21syl3anc 1370 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯ ∩ 𝑦) ∈ 𝐽)
23 inopn 22622 . . . . . . 7 ((𝐽 ∈ Top ∧ π‘₯ ∈ 𝐽 ∧ 𝑧 ∈ 𝐽) β†’ (π‘₯ ∩ 𝑧) ∈ 𝐽)
245, 16, 11, 23syl3anc 1370 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯ ∩ 𝑧) ∈ 𝐽)
251, 5, 22, 24, 12toplatjoin 47715 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ ((π‘₯ ∩ 𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯ ∩ 𝑧)) = ((π‘₯ ∩ 𝑦) βˆͺ (π‘₯ ∩ 𝑧)))
261, 5, 16, 9, 19toplatmeet 47716 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦) = (π‘₯ ∩ 𝑦))
271, 5, 16, 11, 19toplatmeet 47716 . . . . . 6 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧) = (π‘₯ ∩ 𝑧))
2826, 27oveq12d 7430 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ ((π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧)) = ((π‘₯ ∩ 𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯ ∩ 𝑧)))
29 indi 4273 . . . . . 6 (π‘₯ ∩ (𝑦 βˆͺ 𝑧)) = ((π‘₯ ∩ 𝑦) βˆͺ (π‘₯ ∩ 𝑧))
3029a1i 11 . . . . 5 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯ ∩ (𝑦 βˆͺ 𝑧)) = ((π‘₯ ∩ 𝑦) βˆͺ (π‘₯ ∩ 𝑧)))
3125, 28, 303eqtr4rd 2782 . . . 4 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯ ∩ (𝑦 βˆͺ 𝑧)) = ((π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧)))
3214, 20, 313eqtrd 2775 . . 3 ((𝐽 ∈ Top ∧ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΌ) ∧ 𝑧 ∈ (Baseβ€˜πΌ))) β†’ (π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦(joinβ€˜πΌ)𝑧)) = ((π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧)))
3332ralrimivvva 3202 . 2 (𝐽 ∈ Top β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ)βˆ€π‘¦ ∈ (Baseβ€˜πΌ)βˆ€π‘§ ∈ (Baseβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦(joinβ€˜πΌ)𝑧)) = ((π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧)))
34 eqid 2731 . . 3 (Baseβ€˜πΌ) = (Baseβ€˜πΌ)
3534, 12, 19isdlat 18480 . 2 (𝐼 ∈ DLat ↔ (𝐼 ∈ Lat ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΌ)βˆ€π‘¦ ∈ (Baseβ€˜πΌ)βˆ€π‘§ ∈ (Baseβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)(𝑦(joinβ€˜πΌ)𝑧)) = ((π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑦)(joinβ€˜πΌ)(π‘₯(meetβ€˜πΌ)𝑧))))
364, 33, 35sylanbrc 582 1 (𝐽 ∈ Top β†’ 𝐼 ∈ DLat)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  βˆ€wral 3060   βˆͺ cun 3946   ∩ cin 3947  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7412  Basecbs 17149  joincjn 18269  meetcmee 18270  Latclat 18389  CLatccla 18456  DLatcdlat 18478  toInccipo 18485  Topctop 22616
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7859  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-1o 8469  df-er 8706  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-fz 13490  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ocomp 17223  df-odu 18245  df-proset 18253  df-poset 18271  df-lub 18304  df-glb 18305  df-join 18306  df-meet 18307  df-lat 18390  df-clat 18457  df-dlat 18479  df-ipo 18486  df-top 22617
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator