MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  acsfn2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem acsfn2 16305
Description: Algebraicity of a two-argument closure condition. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
acsfn2 ((𝑋𝑉 ∧ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎} ∈ (ACS‘𝑋))
Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑐,𝑉   𝑋,𝑎,𝑏,𝑐   𝐸,𝑎
Allowed substitution hints:   𝐸(𝑏,𝑐)

Proof of Theorem acsfn2
StepHypRef Expression
1 elpwi 4159 . . . . 5 (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋𝑎𝑋)
2 ralss 3660 . . . . . 6 (𝑎𝑋 → (∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎 ↔ ∀𝑏𝑋 (𝑏𝑎 → ∀𝑐𝑎 𝐸𝑎)))
3 ralss 3660 . . . . . . . 8 (𝑎𝑋 → (∀𝑐𝑎 (𝑏𝑎𝐸𝑎) ↔ ∀𝑐𝑋 (𝑐𝑎 → (𝑏𝑎𝐸𝑎))))
4 r19.21v 2957 . . . . . . . 8 (∀𝑐𝑎 (𝑏𝑎𝐸𝑎) ↔ (𝑏𝑎 → ∀𝑐𝑎 𝐸𝑎))
5 impexp 462 . . . . . . . . . 10 (((𝑐𝑎𝑏𝑎) → 𝐸𝑎) ↔ (𝑐𝑎 → (𝑏𝑎𝐸𝑎)))
6 vex 3198 . . . . . . . . . . . 12 𝑐 ∈ V
7 vex 3198 . . . . . . . . . . . 12 𝑏 ∈ V
86, 7prss 4342 . . . . . . . . . . 11 ((𝑐𝑎𝑏𝑎) ↔ {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎)
98imbi1i 339 . . . . . . . . . 10 (((𝑐𝑎𝑏𝑎) → 𝐸𝑎) ↔ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎))
105, 9bitr3i 266 . . . . . . . . 9 ((𝑐𝑎 → (𝑏𝑎𝐸𝑎)) ↔ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎))
1110ralbii 2977 . . . . . . . 8 (∀𝑐𝑋 (𝑐𝑎 → (𝑏𝑎𝐸𝑎)) ↔ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎))
123, 4, 113bitr3g 302 . . . . . . 7 (𝑎𝑋 → ((𝑏𝑎 → ∀𝑐𝑎 𝐸𝑎) ↔ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)))
1312ralbidv 2983 . . . . . 6 (𝑎𝑋 → (∀𝑏𝑋 (𝑏𝑎 → ∀𝑐𝑎 𝐸𝑎) ↔ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)))
142, 13bitrd 268 . . . . 5 (𝑎𝑋 → (∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎 ↔ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)))
151, 14syl 17 . . . 4 (𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 → (∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎 ↔ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)))
1615rabbiia 3180 . . 3 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎} = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}
17 riinrab 4587 . . 3 (𝒫 𝑋 𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}
1816, 17eqtr4i 2645 . 2 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎} = (𝒫 𝑋 𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)})
19 mreacs 16300 . . . 4 (𝑋𝑉 → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
2019adantr 481 . . 3 ((𝑋𝑉 ∧ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋) → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
21 riinrab 4587 . . . . . . 7 (𝒫 𝑋 𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) = {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}
2219ad2antrr 761 . . . . . . . 8 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ ∀𝑐𝑋 𝐸𝑋) → (ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋))
23 simpll 789 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ (𝑐𝑋𝐸𝑋)) → 𝑋𝑉)
24 simprr 795 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ (𝑐𝑋𝐸𝑋)) → 𝐸𝑋)
25 prssi 4344 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑐𝑋𝑏𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
2625ancoms 469 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑏𝑋𝑐𝑋) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
2726ad2ant2lr 783 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ (𝑐𝑋𝐸𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋)
28 prfi 8220 . . . . . . . . . . . . 13 {𝑐, 𝑏} ∈ Fin
2928a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ (𝑐𝑋𝐸𝑋)) → {𝑐, 𝑏} ∈ Fin)
30 acsfn 16301 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑋𝑉𝐸𝑋) ∧ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑋 ∧ {𝑐, 𝑏} ∈ Fin)) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
3123, 24, 27, 29, 30syl22anc 1325 . . . . . . . . . . 11 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ (𝑐𝑋𝐸𝑋)) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
3231expr 642 . . . . . . . . . 10 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ 𝑐𝑋) → (𝐸𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
3332ralimdva 2959 . . . . . . . . 9 ((𝑋𝑉𝑏𝑋) → (∀𝑐𝑋 𝐸𝑋 → ∀𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
3433imp 445 . . . . . . . 8 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ ∀𝑐𝑋 𝐸𝑋) → ∀𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
35 mreriincl 16239 . . . . . . . 8 (((ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋) ∧ ∀𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)) → (𝒫 𝑋 𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
3622, 34, 35syl2anc 692 . . . . . . 7 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ ∀𝑐𝑋 𝐸𝑋) → (𝒫 𝑋 𝑐𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
3721, 36syl5eqelr 2704 . . . . . 6 (((𝑋𝑉𝑏𝑋) ∧ ∀𝑐𝑋 𝐸𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
3837ex 450 . . . . 5 ((𝑋𝑉𝑏𝑋) → (∀𝑐𝑋 𝐸𝑋 → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
3938ralimdva 2959 . . . 4 (𝑋𝑉 → (∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋 → ∀𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)))
4039imp 445 . . 3 ((𝑋𝑉 ∧ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋) → ∀𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋))
41 mreriincl 16239 . . 3 (((ACS‘𝑋) ∈ (Moore‘𝒫 𝑋) ∧ ∀𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)} ∈ (ACS‘𝑋)) → (𝒫 𝑋 𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
4220, 40, 41syl2anc 692 . 2 ((𝑋𝑉 ∧ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋) → (𝒫 𝑋 𝑏𝑋 {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑐𝑋 ({𝑐, 𝑏} ⊆ 𝑎𝐸𝑎)}) ∈ (ACS‘𝑋))
4318, 42syl5eqel 2703 1 ((𝑋𝑉 ∧ ∀𝑏𝑋𝑐𝑋 𝐸𝑋) → {𝑎 ∈ 𝒫 𝑋 ∣ ∀𝑏𝑎𝑐𝑎 𝐸𝑎} ∈ (ACS‘𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  wcel 1988  wral 2909  {crab 2913  cin 3566  wss 3567  𝒫 cpw 4149  {cpr 4170   ciin 4512  cfv 5876  Fincfn 7940  Moorecmre 16223  ACScacs 16226
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-int 4467  df-iun 4513  df-iin 4514  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-om 7051  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-1o 7545  df-oadd 7549  df-er 7727  df-en 7941  df-fin 7944  df-mre 16227  df-mrc 16228  df-acs 16230
This theorem is referenced by:  submacs  17346  submgmacs  41569
  Copyright terms: Public domain W3C validator