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Theorem isacs3lem 17288
Description: An algebraic closure system satisfies isacs3 17296. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Apr-2015.)
Assertion
Ref Expression
isacs3lem (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)))
Distinct variable groups:   𝐶,𝑠   𝑋,𝑠

Proof of Theorem isacs3lem
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 acsmre 16435 . 2 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
2 mresspw 16375 . . . . . . . . . . 11 (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) → 𝐶 ⊆ 𝒫 𝑋)
31, 2syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → 𝐶 ⊆ 𝒫 𝑋)
4 sspwb 5022 . . . . . . . . . 10 (𝐶 ⊆ 𝒫 𝑋 ↔ 𝒫 𝐶 ⊆ 𝒫 𝒫 𝑋)
53, 4sylib 208 . . . . . . . . 9 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → 𝒫 𝐶 ⊆ 𝒫 𝒫 𝑋)
65sselda 3709 . . . . . . . 8 ((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑋)
76elpwid 4278 . . . . . . 7 ((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) → 𝑠 ⊆ 𝒫 𝑋)
8 sspwuni 4719 . . . . . . 7 (𝑠 ⊆ 𝒫 𝑋 𝑠𝑋)
97, 8sylib 208 . . . . . 6 ((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) → 𝑠𝑋)
109adantr 472 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) → 𝑠𝑋)
11 inss1 3941 . . . . . . . . . . . 12 (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ⊆ 𝒫 𝑠
1211sseli 3705 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠)
1312elpwid 4278 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑥 𝑠)
14 inss2 3942 . . . . . . . . . . 11 (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ⊆ Fin
1514sseli 3705 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑥 ∈ Fin)
16 fissuni 8387 . . . . . . . . . 10 ((𝑥 𝑠𝑥 ∈ Fin) → ∃𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)𝑥 𝑦)
1713, 15, 16syl2anc 696 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → ∃𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)𝑥 𝑦)
1817ad2antll 767 . . . . . . . 8 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) → ∃𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)𝑥 𝑦)
191ad3antrrr 768 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
20 eqid 2724 . . . . . . . . . 10 (mrCls‘𝐶) = (mrCls‘𝐶)
21 simprr 813 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → 𝑥 𝑦)
22 inss1 3941 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ⊆ 𝒫 𝑠
2322sseli 3705 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑦 ∈ 𝒫 𝑠)
2423elpwid 4278 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑦𝑠)
2524unissd 4570 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑦 𝑠)
2625ad2antrl 766 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → 𝑦 𝑠)
279ad2antrr 764 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → 𝑠𝑋)
2826, 27sstrd 3719 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → 𝑦𝑋)
2919, 20, 21, 28mrcssd 16407 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → ((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦))
30 simpl 474 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → (toInc‘𝑠) ∈ Dirset)
3124adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → 𝑦𝑠)
32 inss2 3942 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ⊆ Fin
3332sseli 3705 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) → 𝑦 ∈ Fin)
3433adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → 𝑦 ∈ Fin)
35 ipodrsfi 17285 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦𝑠𝑦 ∈ Fin) → ∃𝑥𝑠 𝑦𝑥)
3630, 31, 34, 35syl3anc 1439 . . . . . . . . . . . . . 14 (((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → ∃𝑥𝑠 𝑦𝑥)
3736adantl 473 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) → ∃𝑥𝑠 𝑦𝑥)
381ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝐶 ∈ (Moore‘𝑋))
39 simprr 813 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝑦𝑥)
40 elpwi 4276 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑠 ∈ 𝒫 𝐶𝑠𝐶)
4140adantl 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) → 𝑠𝐶)
4241ad2antrr 764 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝑠𝐶)
43 simprl 811 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝑥𝑠)
4442, 43sseldd 3710 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝑥𝐶)
4520mrcsscl 16403 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ 𝑦𝑥𝑥𝐶) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑥)
4638, 39, 44, 45syl3anc 1439 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑥)
47 elssuni 4575 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥𝑠𝑥 𝑠)
4847ad2antrl 766 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → 𝑥 𝑠)
4946, 48sstrd 3719 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑥𝑠 𝑦𝑥)) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑠)
5037, 49rexlimddv 3137 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑠)
5150anassrs 683 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) ∧ 𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑠)
5251adantrr 755 . . . . . . . . . 10 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑠)
5352adantlrr 759 . . . . . . . . 9 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → ((mrCls‘𝐶)‘ 𝑦) ⊆ 𝑠)
5429, 53sstrd 3719 . . . . . . . 8 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) ∧ (𝑦 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin) ∧ 𝑥 𝑦)) → ((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)
5518, 54rexlimddv 3137 . . . . . . 7 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin))) → ((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)
5655anassrs 683 . . . . . 6 ((((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) ∧ 𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)) → ((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)
5756ralrimiva 3068 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) → ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)
5820acsfiel 16437 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → ( 𝑠𝐶 ↔ ( 𝑠𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)))
5958ad2antrr 764 . . . . 5 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) → ( 𝑠𝐶 ↔ ( 𝑠𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ (𝒫 𝑠 ∩ Fin)((mrCls‘𝐶)‘𝑥) ⊆ 𝑠)))
6010, 57, 59mpbir2and 995 . . . 4 (((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) ∧ (toInc‘𝑠) ∈ Dirset) → 𝑠𝐶)
6160ex 449 . . 3 ((𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) ∧ 𝑠 ∈ 𝒫 𝐶) → ((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶))
6261ralrimiva 3068 . 2 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶))
631, 62jca 555 1 (𝐶 ∈ (ACS‘𝑋) → (𝐶 ∈ (Moore‘𝑋) ∧ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐶((toInc‘𝑠) ∈ Dirset → 𝑠𝐶)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 383  wcel 2103  wral 3014  wrex 3015  cin 3679  wss 3680  𝒫 cpw 4266   cuni 4544  cfv 6001  Fincfn 8072  Moorecmre 16365  mrClscmrc 16366  ACScacs 16368  Dirsetcdrs 17049  toInccipo 17273
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1835  ax-4 1850  ax-5 1952  ax-6 2018  ax-7 2054  ax-8 2105  ax-9 2112  ax-10 2132  ax-11 2147  ax-12 2160  ax-13 2355  ax-ext 2704  ax-sep 4889  ax-nul 4897  ax-pow 4948  ax-pr 5011  ax-un 7066  ax-cnex 10105  ax-resscn 10106  ax-1cn 10107  ax-icn 10108  ax-addcl 10109  ax-addrcl 10110  ax-mulcl 10111  ax-mulrcl 10112  ax-mulcom 10113  ax-addass 10114  ax-mulass 10115  ax-distr 10116  ax-i2m1 10117  ax-1ne0 10118  ax-1rid 10119  ax-rnegex 10120  ax-rrecex 10121  ax-cnre 10122  ax-pre-lttri 10123  ax-pre-lttrn 10124  ax-pre-ltadd 10125  ax-pre-mulgt0 10126
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1599  df-ex 1818  df-nf 1823  df-sb 2011  df-eu 2575  df-mo 2576  df-clab 2711  df-cleq 2717  df-clel 2720  df-nfc 2855  df-ne 2897  df-nel 3000  df-ral 3019  df-rex 3020  df-reu 3021  df-rab 3023  df-v 3306  df-sbc 3542  df-csb 3640  df-dif 3683  df-un 3685  df-in 3687  df-ss 3694  df-pss 3696  df-nul 4024  df-if 4195  df-pw 4268  df-sn 4286  df-pr 4288  df-tp 4290  df-op 4292  df-uni 4545  df-int 4584  df-iun 4630  df-br 4761  df-opab 4821  df-mpt 4838  df-tr 4861  df-id 5128  df-eprel 5133  df-po 5139  df-so 5140  df-fr 5177  df-we 5179  df-xp 5224  df-rel 5225  df-cnv 5226  df-co 5227  df-dm 5228  df-rn 5229  df-res 5230  df-ima 5231  df-pred 5793  df-ord 5839  df-on 5840  df-lim 5841  df-suc 5842  df-iota 5964  df-fun 6003  df-fn 6004  df-f 6005  df-f1 6006  df-fo 6007  df-f1o 6008  df-fv 6009  df-riota 6726  df-ov 6768  df-oprab 6769  df-mpt2 6770  df-om 7183  df-1st 7285  df-2nd 7286  df-wrecs 7527  df-recs 7588  df-rdg 7626  df-1o 7680  df-oadd 7684  df-er 7862  df-en 8073  df-dom 8074  df-sdom 8075  df-fin 8076  df-pnf 10189  df-mnf 10190  df-xr 10191  df-ltxr 10192  df-le 10193  df-sub 10381  df-neg 10382  df-nn 11134  df-2 11192  df-3 11193  df-4 11194  df-5 11195  df-6 11196  df-7 11197  df-8 11198  df-9 11199  df-n0 11406  df-z 11491  df-dec 11607  df-uz 11801  df-fz 12441  df-struct 15982  df-ndx 15983  df-slot 15984  df-base 15986  df-tset 16083  df-ple 16084  df-ocomp 16086  df-mre 16369  df-mrc 16370  df-acs 16372  df-preset 17050  df-drs 17051  df-poset 17068  df-ipo 17274
This theorem is referenced by:  acsdrsel  17289  acsdrscl  17292  acsficl  17293  isacs5  17294  isacs4  17295  isacs3  17296
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